一种纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法，该方法基于铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)基碳点及葡萄糖碳点改性金银纳米(Au,AgNPs)具有的模拟酶及拉曼增加的双重活性，在双氧水存在下氧化无色3,3',5,5'

【技术实现步骤摘要】
一种纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法


[0001]本专利技术涉及化学分析检测
，具体为一种纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法。

技术介绍

[0002]无机砷(As)具有极强的毒性和致癌性，严重威胁着人类的生存环境和健康安全。高剂量无机砷可与天然酶相互作用，影响体内生理过程，导致皮肤病、器官衰竭、恶性肿瘤甚至死亡。世界卫生组织(WHO)将饮用水中无机砷的最高水平定为10μg/L，GB 5009.11
‑
2017《食品中砷的测定》国家标准:该标准规定了食品中砷的测定方法和限量要求,其中对于大米、小麦、玉米等主食类食品中砷的限量要求为0.15mg/kg。测定方法包括银盐法、砷斑法、原子吸收光度法、原子荧光光度法等方法。
[0003]仪器分析检测法在检测灵敏度和准确度方面有较大优势，但因其昂贵的设备要求、复杂的样品前处理过程及较长的检测周期等因素的限制，导致仪器分析检测法无法用于As的现场、快速检测。表面增强拉曼光谱(Surface
‑
enhanced Raman spectroscopy，SERS)通过金、银等贵金属材料大幅增强目标物质的拉曼信号，实现痕量物质的检测，其除了具有指纹谱图特征外，还具有样品前处理简单、检测速度快、所需样品少等优点，进而在食品安全检测领域居于独特的地位。但由于目前拉曼增强剂制备方法不多，能够产生拉曼信号的靶标有限，SERS应用并不广泛。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法，该方法基于铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)基碳点及葡萄糖碳点改性金银纳米(Au,AgNPs)具有的模拟酶及拉曼增加的双重活性，在双氧水存在下氧化无色3,3',5,5'
‑
四甲基联苯胺(TMB)为蓝色具有表面增强拉曼光谱活性的oxTMB，而砷的加入抑制了金银纳米的过氧化酶活性，当As
3+
或As
5+
存在时，能竞争性地螯合DTT中的巯基，导致Au,AgNPs纳米酶的重新组装，而重新组装的纳米酶具有更低的类过氧化酶活性，使TMB反应受到明显抑制。基于这一原理，实现了对As的高灵敏检测，其线检出限达到0.5μg/L。将建立的方法应用于食品样品中砷的测定，具有好的加标回收率，方法具有操作简单、灵敏度高、快速等特点。
[0005]本专利技术纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法，包括以下步骤：
[0006](1)以铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)碳点Cu,DTT
‑
CDs、H2O2、葡萄糖及葡萄糖碳点为还原剂及稳定剂，制备Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs；
[0007](2)在TMB及H2O2溶液中加入Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs溶液，反应5
‑
10min，生成oxTMB，然后加入As
3+
标准溶液，反应5
‑
10min；在654nm波长测定吸光度，同时使用便携式拉曼仪对混合物进行拉曼光谱检测，根据oxTMB分子结构和拉曼峰位归属，确定1605cm
‑1处的特征峰作为表面增强拉曼散射光谱检测As
3+
的判别依据，并确定As
3+
浓度与吸光度及特征峰的峰面积的线性关系；
[0008](3)取含As
3+
的待测样品液与铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)碳点Cu,DTT
‑
CDs混合反应，然后加入TMB及H2O2反应后，在654nm波长测定吸光度，使用便携拉曼仪进行拉曼光谱检测，根据吸光度及特征峰的峰面积计算待测样品液中As
3+
浓度。
[0009]所述的Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs的制备如下：
[0010](1)将60mg/mLPVP1
‑
2mL和0.1M DTT溶液混合，加入0.5
‑
1mL 0.1M CuCl2溶液，搅拌10
‑
15min，用0.1M NaOH调节pH 5
‑
6，8000rpm离心10
‑
15min，得到白色沉淀DTT
‑
Cu，将DTT
‑
Cu分散于2.5
‑
3.0mL纯水中，为A液；称取0.52
‑
0.60g柠檬酸纳、0.60
‑
0.65g尿素加入10
‑
15mL纯水中，混合形成透明溶液B；将A液与B液混合均匀，转入聚四氟乙烯罐中，180℃恒温加热8
‑
10h，反应完成后自然冷却至室温，得棕色溶液；将棕色溶液用0.22μm滤膜除去大颗粒杂质，8000
‑
10000rpm离心10
‑
15min，上清液真空干燥，得到铜掺杂DTT碳点Cu,DTT
‑
CDs；
[0011](2)50mMAgNO31mL与40mM HAuCl41mL加入40
‑
50mL纯水中，搅拌均匀后，加入15
‑
20mg的Cu,DTT
‑
CDs，加热至70
‑
75℃搅拌2h形成金银种子，加入15mg葡萄糖与5mL金银种子溶液混合，800w微波加热8
‑
10min，混合液溶解10
‑
15mL纯水中，12,000rpm离心10min，得到铜掺杂DTT碳点改性金银纳米Au,AgNPs。
[0012]As
3+
标准溶液的浓度为1.25
‑
107.75μg/L；Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs溶液的浓度为0.1mg/mL，添加量为50
‑
100μL；TMB溶液浓度为100mmol/L，添加量为10
‑
20μL；H2O2的浓度为100mmol/L，用量为20
‑
50μL。
[0013]拉曼光谱检测是在785nm激发光、激光功率500mW条件下扫描10s。
[0014]本专利技术的优点和技术效果：
[0015]1、本专利技术采用铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)基碳点及葡萄糖碳点改性金银纳米(Au,AgNPs)具有的模拟酶及拉曼增加的双重活性，在双氧水存在下氧化无色3,3',5,5'
‑
四甲基联苯胺(TMB)为蓝色具有表面增强拉曼光谱活性的oxTMB，而砷的加入抑制了金银纳米的过氧化酶活性，当As
3+
或As
5+
存在时，能竞争性地螯合DTT中的巯基，导致Au,AgNPs纳米酶的重新组装，而重新组装的纳米酶具有更低的类过氧化酶活性，使TMB反应受到明显抑制，从而建立了As的比色及SERS双模式检测新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)碳点Cu,DTT
‑
CDs、H2O2、葡萄糖及葡萄糖碳点为还原剂及稳定剂，制备Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs；(2)在TMB及H2O2溶液中加入Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs溶液，反应5
‑
10min，生成oxTMB，然后加入As
3+
标准溶液，反应5
‑
10min；在654nm波长测定吸光度，同时使用便携式拉曼仪对混合物进行拉曼光谱检测，根据oxTMB分子结构和拉曼峰位归属，确定1605cm
‑1处的特征峰作为表面增强拉曼散射光谱检测As
3+
的判别依据，并确定As
3+
浓度与吸光度及特征峰的峰面积的线性关系；(3)取含As
3+
的待测样品液与铜掺杂二硫苏糖醇(DTT)碳点Cu,DTT
‑
CDs混合反应，然后加入TMB及H2O2反应后，在654nm波长测定吸光度，使用便携拉曼仪进行拉曼光谱检测，根据吸光度及特征峰的峰面积计算待测样品液中As
3+
浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Cu,DTT
‑
CDs改性金银纳米Au,AgNPs的制备如下：(1)将60mg/mLPVP 1
‑
2mL和0.1M DTT溶液混合，加入0.5
‑
1mL 0.1M CuCl2溶液，搅拌10
‑
15min，用0.1M NaOH调节pH 5
‑
6，8000rpm离心10
‑
15min，得到白色沉淀DTT
‑
Cu，将DTT
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚玲，李秋兰，杨德志，
申请(专利权)人：云南伦扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：