一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法技术

本发明专利技术具体涉及一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，属于食品安全检测技术领域。本发明专利技术的茶叶中风险物质氟的荧光检测方法具体为：以氯化钇、氯化镱、氯化钬、油酸、1‑十八烯、氟化铵和氢氧化钠的甲醇混合液为原料，制备得到六方相上转换纳米晶；加入环己烷、IGEPAL CO‑520、正硅酸四乙酯、APTES，得到氨基化的六方相上转换纳米晶；与姜黄素水溶液进行混合，得到特异性混合检测体系；建立氟离子检测标准曲线；最后对待测茶叶中的氟含量进行测定。本发明专利技术通过纳米可控自组装制备荧光信号增强基底，构建稳态特异性氟离子检测体系，实现茶叶中氟的高灵敏、特异性检测，具有较宽的线性检测范围，检测限较低，有望应用于规模化检测茶叶中风险物质氟。

A Fluorescence Detection Method for the Risk Substance Fluorine in Tea

The invention relates to a fluorescence detection method for fluorine in tea, which belongs to the technical field of food safety detection. The fluorescence detection method for the risk substance fluorine in tea of the invention is as follows: hexagonal upconversion nanocrystals are prepared from the mixture of yttrium chloride, ytterbium chloride, holmium chloride, oleic acid, 1_octadecene, ammonium fluoride and sodium hydroxide as raw materials; hexagonal upconversion nanocrystals are obtained by adding cyclohexane, IGEPAL CO_520, tetraethyl orthosilicate, APTES, and aminated hexagonal upconversion nanocrystals are obtained; The specific mixed detection system was obtained by mixing flavin aqueous solution. The standard curve of fluoride ion detection was established. Finally, the fluoride content in tea was determined. The fluorescence signal enhancement substrate is prepared by nano-controllable self-assembly, and a steady-state specific fluoride ion detection system is constructed to realize high sensitivity and specificity detection of fluoride in tea. The method has a wide linear detection range and low detection limit, and is expected to be applied to large-scale detection of fluoride in tea.

【技术实现步骤摘要】
一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法
本专利技术具体涉及一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，属于食品安全检测

技术介绍
中国是茶的故乡，是茶文化的发祥地。茶叶是纯天然的、符合人体生理健康的卫生、安全、保健、无公害的饮料。茶树是一种富集氟元素的植物，叶片是氟元素富集的一个重要场所，因茶树品种、叶片老嫩程度的不同每千克茶叶中的氟含量从几十到上千毫克不等。适量的氟有助于防治龋齿，但长期摄入过量氟化物会使人体中毒，甚至可能导致癌症、神经疾病以及内分泌系统功能失常。长期饮用高氟含量的砖茶、边茶易引发氟中毒。在茶叶加工过程无法降解或消除氟含量。因此，由氟元素引起的茶的饮用安全性问题已引起人们的重视。另外，茶叶这种绿色保健的天然产物作为重要原料用于食品的深加工，对含氟量的检测限有了更高的要求。氟离子选择电极法是目前应用与测定茶叶中氟化物含量较多的一种方法。但是该方法也有其局限性，其测定结果容易受外部环境如电极材料、规格、使用时的状态、测定温度、测试液pH值、干扰离子等的影响，只适用于高含量的检测，无法用于茶及其深加工产品的含氟量的痕量分析。离子色谱法和高效液相色谱法具在氟离子检测方面具有灵敏性高和选择性好的优点，但色谱仪器价格昂贵，仪器稳定时间长，分析成本高，基体效应大，普及程度不高。相关专利公开了一种茶树鲜叶氟含量无损快速确定方法，利用建立的叶绿素指数SPAD与氟的相关方程预测氟含量，因叶绿素含量和氟之间无直接的相关关系，预测精度不高。相关专利公开了一种用于测定茶叶中氟含量的茶叶中氟的提取方法，以超声波水浴法缩短茶叶浸泡时间，然后再用氟离子选择电极法测定，仅在检测前处理方面做了改进。低成本、超灵敏、高特异性的茶叶风险物质检测方法亟待开发，纳米光学检测在技术原理实现上具有可行性，在茶叶风险物质评价中的应用有待探索。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，如：检测灵敏性差、易受仪器器件和试剂条件的影响、检测成本高、检测时间长等，本专利技术提供了一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，通过纳米可控自组装制备荧光信号增强基底，构建稳态特异性氟离子检测体系，消除背景荧光、其他阴离子干扰及茶汤颜色的影响，实现茶叶中氟的低成本、高灵敏、特异性检测。具体的，本专利技术采取的技术方案是：(1)六方相上转换纳米晶的可控合成：将氯化钇、氯化镱和氯化钬，用甲醇超声溶解后，加入油酸和1-十八烯，在氩气的保护下，第一次加热搅拌，自然冷却，加入氟化铵和氢氧化钠的甲醇混合液，搅拌并第二次加热，在氩气保护下第三次加热，冷却至室温，离心、真空干燥，得到六方相上转换纳米晶；(2)六方相上转换纳米晶的氨基化修饰：向步骤(1)合成的六方相上转换纳米晶中，加入环己烷和IGEPALCO-520，搅拌，加入氨水，超声分散，加入正硅酸四乙酯，搅拌过夜后，加入APTES，继续反应后停止搅拌，室温下陈化后，离心、真空干燥，得到氨基化的六方相上转换纳米晶；(3)特异性混合检测体系的构建：将氨基化的六方相上转换纳米晶水溶液与姜黄素水溶液进行混合，得到姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系；(4)氟离子检测标准曲线的建立：将不同浓度梯度的F-标准品溶液，分别与步骤(3)的姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系混合均匀，得到混合液，测定混合液的荧光强度，建立F-浓度n与混合液的荧光强度F的线性关系，即得到氟离子检测标准曲线方程；(5)茶叶风险物质氟的检测：取茶叶样本粉碎过筛，烘干至恒重，得到茶粉；向茶粉中，加入纯净水，置沸水浴，冷却至室温，过超滤膜，得到茶汤上清液，调节pH值，加入到姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系中，测定混合溶液的荧光强度，通过所构建的氟离子检测标准曲线，计算出茶叶样本中的氟含量。步骤(1)中，所述氯化钇、氯化镱与氯化钬的质量比为0.2367：0.0775：0.0066；所述油酸与1-十八烯的体积比为18：42；所述第一次加热搅拌的温度为160℃，所述第一次加热搅拌的时间为30min；所述自然冷却至50℃；所述氟化铵与氢氧化钠在甲醇混合液中的质量比为14.82：10；所述氯化钬、氟化铵与氢氧化钠的质量比为0.0066：14.82：10；所述第二次加热的温度为70℃，所述第二次加热的时间为50min；所述第三次加热的温度为310℃，第三次加热的时间为1h；步骤(2)中，六方相上转换纳米晶、环己烷与IGEPALCO-520的添加比例为0.2g：20mL：10mL；氨水、正硅酸四乙酯与APTES的体积比为1.6mL：800μL：1mL，所述氨水的质量浓度为25％；所述超声分散的时间为20min；所述继续搅拌反应的时间为3-4h，所述陈化的时间为2h；步骤(3)中，氨基化的六方相上转换纳米晶水溶液与姜黄素水溶液的体积比为1：1；氨基化的六方相上转换纳米晶水溶液与姜黄素水溶液的浓度比为1mg/mL：8×10-5M；步骤(4)中，所述测定混合液的荧光强度时，具体是测定980nm激光激发下在546nm处的荧光信号强度；所述氟离子检测标准曲线为F＝-18.955n+6266，决定系数R2＝0.998；步骤(5)中，茶粉与纯净水的用量比为0.2g：40mL；所述沸水浴的时间为15min；所述调节pH值至7.0-7.5；所述茶汤上清液与姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系的体积比为1:5；所述测定混合溶液的荧光强度，具体是测定980nm激光激发下在546nm处的荧光强度。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果体现如下：(1)本专利技术公开一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，通过纳米可控自组装制备荧光信号增强基底，构建稳态特异性氟离子检测体系，实现茶叶中氟的高灵敏、特异性检测。与传统检测方法相比具有成本低、灵敏度高、方便快捷的优势。(2)本专利技术构建的特异性混合检测体系，具体优化设计的姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系，对氟离子具有强的荧光响应性，可有效消除背景荧光及其他阴离子干扰的影响，对氟离子的检测具有特异性。(3)本专利技术建立F-浓度与荧光强度的线性浓度范围5-200μM，具有较宽的线性检测范围，检测限LOD为5μM，既可以满足砖茶、边茶等高氟含量的快速检测，又可以满足茶叶精深加工低氟含量的高灵敏检测，具有很好的通用性，比传统的选择电极法检测精度和灵敏度更高。(4)本专利技术制备六方相上转换纳米晶为上转换荧光纳米增强材料，构建茶叶风险物质氟的高灵敏检测体系，采用980nm激光激发产生特异性荧光检测信号，消除了不同茶叶种类茶汤色对检测结果的干扰问题，对不同发酵程度的茶叶均适用，在茶叶氟的特异性、高灵敏、适用性检测方面优势显著。附图说明图1示出了本专利技术制备的六方相上转换纳米晶结构的透射电镜图；图2示出了本专利技术不同氟离子浓度下姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系的荧光信号；图3示出了本专利技术基于姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系的氟检测标准曲线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）六方相上转换纳米晶的可控合成：将氯化钇、氯化镱和氯化钬，用甲醇超声溶解后，加入油酸和1‑十八烯，在氩气的保护下，第一次加热搅拌，自然冷却，加入氟化铵和氢氧化钠的甲醇混合液，搅拌并第二次加热，在氩气保护下第三次加热，冷却至室温，离心、真空干燥，得到六方相上转换纳米晶；（2）六方相上转换纳米晶的氨基化修饰：向步骤（1）合成的六方相上转换纳米晶中，加入环己烷和IGEPAL CO‑520，搅拌，加入氨水，超声分散，加入正硅酸四乙酯，搅拌过夜后，加入APTES，继续反应后停止搅拌，室温下陈化后，离心、真空干燥，得到氨基化的六方相上转换纳米晶；（3）特异性混合检测体系的构建：将氨基化的六方相上转换纳米晶水溶液与姜黄素水溶液进行混合，得到姜黄素‑氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系；（4）氟离子检测标准曲线的建立：将不同浓度梯度的F‑标准品溶液，分别与步骤（3）的姜黄素‑氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系混合均匀，得到混合液，测定混合液的荧光强度，建立F‑浓度n与混合液的荧光强度F的线性关系，即得到氟离子检测标准曲线方程；（5）茶叶风险物质氟的检测：取茶叶样本粉碎过筛，烘干至恒重，得到茶粉；向茶粉中，加入纯净水，置沸水浴，冷却至室温，过超滤膜，得到茶汤上清液，调节pH值，加入到姜黄素‑氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系中，测定混合溶液的荧光强度，通过所构建的氟离子检测标准曲线，计算出茶叶样本中的氟含量。...

【技术特征摘要】
1.一种茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）六方相上转换纳米晶的可控合成：将氯化钇、氯化镱和氯化钬，用甲醇超声溶解后，加入油酸和1-十八烯，在氩气的保护下，第一次加热搅拌，自然冷却，加入氟化铵和氢氧化钠的甲醇混合液，搅拌并第二次加热，在氩气保护下第三次加热，冷却至室温，离心、真空干燥，得到六方相上转换纳米晶；（2）六方相上转换纳米晶的氨基化修饰：向步骤（1）合成的六方相上转换纳米晶中，加入环己烷和IGEPALCO-520，搅拌，加入氨水，超声分散，加入正硅酸四乙酯，搅拌过夜后，加入APTES，继续反应后停止搅拌，室温下陈化后，离心、真空干燥，得到氨基化的六方相上转换纳米晶；（3）特异性混合检测体系的构建：将氨基化的六方相上转换纳米晶水溶液与姜黄素水溶液进行混合，得到姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系；（4）氟离子检测标准曲线的建立：将不同浓度梯度的F-标准品溶液，分别与步骤（3）的姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系混合均匀，得到混合液，测定混合液的荧光强度，建立F-浓度n与混合液的荧光强度F的线性关系，即得到氟离子检测标准曲线方程；（5）茶叶风险物质氟的检测：取茶叶样本粉碎过筛，烘干至恒重，得到茶粉；向茶粉中，加入纯净水，置沸水浴，冷却至室温，过超滤膜，得到茶汤上清液，调节pH值，加入到姜黄素-氨基化的六方相上转换纳米晶混合检测体系中，测定混合溶液的荧光强度，通过所构建的氟离子检测标准曲线，计算出茶叶样本中的氟含量。2.根据权利要求1所述的茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，其特征在于，步骤（1）中，所述氯化钇、氯化镱与氯化钬的质量比为0.2367：0.0775：0.0066；所述氯化钬、氟化铵与氢氧化钠的质量比为0.0066：14.82：10。3.根据权利要求1所述的茶叶中风险物质氟的荧光检测方法，其特征在于，步骤（1）中，所述油酸与1-十八烯的体积比为18：42；所述氟化铵与氢氧化钠在甲醇混合液中的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志明，陈全胜，张正竹，邹小波，赵杰文，尹丽梅，欧阳琴，李欢欢，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32