本发明属于分析检测技术领域，具体的说，涉及一种用于酒中甲醛和乙醛现场快速检测的方法。
背景技术：
甲醛是一种无色且有强烈刺激性气味的气体，是一种具有较高毒性的破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物，可引起流泪、恶心、呼吸困难，也会对人的皮肤、呼吸道及内脏造成损害，麻醉人的中枢神经，引起肺水肿、肝昏迷、肾衰竭等。因经济利益驱使，一些不法分子以甲醛为食品添加剂，如食用酒样类饮料中加入甲醛防止浑浊、增加透明度这些都会造成食品的严重污染，损害人体健康。世界卫生组织确认甲醛为致畸、致癌物质，是变态反应源，长期接触将导致基因突变。《中华人民共和国食品卫生法》中已明文规定禁止甲醛作为食品添加剂，在食品中甲醛含量不应超出国家标准。
乙醛是一种无色易流动且有刺激性气味的液体。适量的乙醛可用于乳制品的发酵，可用于采后园艺作物的保鲜，可调配橘子、橙子、苹果、杏子、草莓等水果香精，也可用于葡萄酒、朗姆酒、威士忌等食用酒香精。一旦过量，轻者接触者产生刺激性接触性皮炎，有眼、鼻、上呼吸道刺激症状，有恶心、呕吐、腹泻症状及支气管炎；重者出现肺水肿、头痛、嗜睡、意识障碍，甚至出现肝、肾和心肌损害。控制食品中乙醛的浓度，检测其食用前的浓度，使人们能够健康安全地食用。
目前，甲醛乙醛的检测方法有：高效液相色谱法、气相色谱法、分光光度法、比色滴定法。色谱法、分光光度法需要利用大型仪器分析，不适于现场检测，且花费较高、检验时间长；比色滴定法难以控制，计算误差相对较大，容易受外界因素的影响。因此亟待研发一种简单、快速且准确的适用于食用酒样中甲醛乙醛的检测方法。表面增强拉曼散射(sers)是指当一些分子被吸附到某些粗糙金属(au、ag、cu等)表面时，它们的拉曼散射强度会增加104～106倍。近年来，由于其无损害和超敏感特性，表面增强拉曼散射(sers)已经成为强大的分子光谱技术，广泛用于食品安全、生物检测等方面。近年来，中国专利(申请号cn201410040401.x)用sers通过分析有拉曼信号的甲醛衍生物从而定量分析甲醛。该方法样品得经过酚处理，生成衍生物，比较繁琐且不适于食用酒样中甲醛的检测。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种用于酒中甲醛和乙醛现场快速检测的方法。本发明采用对氨基苯硫酚修饰的银纳米粒子复合材料(agnps-atp)作为sers活性基底，结合μ-pad的分析装置，建立基于甲醛乙醛的sers现场快速检测方法，其具有高选择性、分析快速、灵敏度高、样品用量少、应用范围广等特点，能实现食用酒样中的甲醛乙醛的准确、高效、快速地分析，有望进一步应用于环境和食品分析检测领域。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种用于酒中甲醛和乙醛现场快速检测的方法，其采用纸基微流控分析装置μ-pad提取食用酒样中甲醛和乙醛，以对氨基苯硫酚atp为探针分子，利用银镜反应制备的银纳米颗粒agnps作为表面增强拉曼散射的增强基底，通过便携式拉曼光谱仪建立对氨基苯硫酚的峰强度与甲醛或乙醛含量之间变化关系，进而实现待测酒样中甲醛和乙醛的现场快速定量和定性检测。
本发明中，一种用于酒中甲醛和乙醛现场快速检测的方法的具体步骤如下：
(1)制作纸基微流控分析装置μ-pad；
(2)将含对氨基苯硫酚的银氨溶液滴加于纸基微流控分析装置μ-pad的待测区，待测区滴加分别或者同时含有甲醛和乙醛的标准溶液，室温下反应10-15min，制备得到对氨基苯硫酚修饰的银纳米颗粒agnps-atp，以其作为sers活性基底，利用便携式拉曼光谱仪对待测酒样进行表面增强拉曼光谱sers检测，建立对氨基苯硫酚的峰强度与甲醛或乙醛含量之间线性关系；
(3)将待测酒样替代标准溶液按步骤(2)制备sers活性基底，利用便携式拉曼光谱仪对待测酒样进行表面增强拉曼光谱sers检测，再比对待测酒样和标准溶液的拉曼光谱和线性关系，从而实现待测酒样中甲醛和乙醛的现场快速定量和定性检测。
本发明中，步骤(2)中，含对氨基苯硫酚的银氨溶液的制备方法如下：取2～5ml0.01mol/l的硝酸银溶液和100μl0.1mol/l氢氧化钠水溶液振荡混合，产生淡黄色沉淀；逐滴滴入稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，加50～125μl1×10-4mol/l的对氨基苯硫酚，配制含对氨基苯硫酚的银氨溶液。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.通过μ-pad的分析装置和sers技术联用，可同时实现食用酒样中的甲醛乙醛选择性分离和检测，该法不仅可消除背景的干扰，而且可提高了甲醛乙醛的检测灵敏度，根据甲醛、乙醛的浓度与拉曼信号强度之间的线性关系，检测限(dl)根据3倍测定空白标准偏差(δ)与线性曲线斜率(k)的比值计算得到，即dl＝3δ/k，可得到甲醛和乙醛的检测限分别为甲醛0.0046μm、乙醛0.0032μm。
2.银镜反应不仅提供了高的sers活性热点，而且甲醛乙醛作为银镜反应的反应物和分析物，简化了分析过程，减少了额外反应物的干扰；
3.由于具有显著的信号放大作用，已建立的纸带是理想的检测样品，具有可接受的稳定性、低成本和易操作的特点。
附图说明
图1是本发明实施例中agnps-atp的sem图。
图2是本发明实施例中单独甲醛乙醛溶液发生银镜反应后增强对氨基苯硫酚液体(5×10-5mol/l)的sers图谱，图中所示标记为对氨基苯硫酚的图谱特征峰。
图3是本发明实施例中不同浓度甲醛标准溶液发生银镜反应后增强对氨基苯硫酚液体(5×10-5mol/l)的sers图谱。
图4是甲醛的标准品浓度与特征峰强度(1072±2cm-1、1143±2cm-1)线性关系示意图。
图5是本发明实施例中不同浓度乙醛标准溶液发生银镜反应后增强对氨基苯硫酚液体(5×10-5mol/l)的sers图谱。
图6是乙醛的标准品浓度与特征峰强度(1072±2cm-1、1143±2cm-1)线性关系示意图。
图7是本发明实施例中不同相对含量的甲醛乙醛混合标准溶液发生银镜反应后增强对氨基苯硫酚液体(5×10-5mol/l)的sers图谱。
图8是本发明实施例中混合标准溶液中甲醛相对含量与特征峰强度相对值(i1143cm-1/i1072cm-1)线性关系示意图。
图9是本发明实施例的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1：μpad-sers技术检测甲醛乙醛混合标准液
(1)配制含对氨基苯硫酚的银氨溶液
取2ml0.01mol/l的硝酸银溶液于试管中，加100μl0.1mol/l氢氧化钠水溶液,振荡,产生淡黄色沉淀；逐滴滴入80微升的稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，加50μl1×10-4mol/l对氨基苯硫酚，配制含对氨基苯硫酚的银氨溶液；
(2)配制甲醛乙醛相对含量不同的混合标准溶液
准备六支试管，标记为：1、2、3、4、5、6，分别取甲醛：0、10、20、30、40、50μl；乙醛：100、80、60、40、20、0μl。配制甲醛含量分别为0％、20％、40％、60％、80％、100％的甲醛乙醛混合标准溶液。
(2)构建用于甲醛和乙醛的基于纸微流控分析装置μ-pad
将纸片裁剪成长方形，两端各蜡封出一个圆形区域，直径约为1cm，一端作为待测区，另一端作为参比区。
(4)通过银镜反应制备对氨基苯硫酚修饰的银纳米颗粒(agnps-atp)
将(1)配制的含atp的银氨溶液分别滴加于待测区和参比区，之后于待测区加入不同浓度的甲醛或乙醛溶液，参比区加入水作为对照。在25℃条件下发生银镜反应，10min后，待测区得到agnps-atp，可以作为sers活性基底，滤膜的厚度约为6mm。agnps-atp膜的sem图如图1所示。
(5)利用便携式拉曼光谱仪检测对氨基苯硫酚的强度来检测甲醛乙醛的含量。
便携式表面增强拉曼光谱仪对上述反应后的膜进行检测，激发波长785nm，积分时间30s，获得样品的sers图谱，与atp固体的图谱对照从而实现定性定量检测。
对于单独的甲醛溶液，配制不同浓度的甲醛标准溶液(0.01～0.1μm)，采用便携式拉曼光谱仪检测其光谱信号(图2)，采用拉曼光谱峰1072±2cm-1、1143±2cm-1作为判定甲醛的特征峰。随着待测溶液中甲醛的浓度逐渐加大(0.01～0.1μm)，拉曼光谱图中1072±2cm-1、1143±2cm-1两处的特征峰强度随之逐渐增大(图3)，选择以1072±2cm-1、1143±2cm-1对应峰强度结合线性曲线(图4)可对甲醛的含量进行计算。
对于单独的乙醛溶液，配制不同浓度的乙醛标准溶液(0.01～0.1μm)，采用便携式拉曼光谱仪检测其光谱信号，采用拉曼光谱峰1072±2cm-1、1143±2cm-1作为判定乙醛的特征峰。随着待测溶液中乙醛的浓度逐渐加大(0.01～0.1μm)，拉曼光谱图中1072±2cm-1、1143±2cm-1两处的特征峰强度随之逐渐增大(图5)，选择以1072±2cm-1、1143±2cm-1对应峰强度结合线性曲线(图6)可对乙醛的含量进行计算。
对于不同相对含量的甲醛乙醛混合溶液，采用(2)中配制的不同相对含量的甲醛乙醛标准溶液(0-100％)，采用便携式拉曼光谱仪检测其光谱信号，采用拉曼光谱峰1072±2cm-1、1143±2cm-1作为的特征峰。随着待测溶液中甲醛乙醛相对含量逐渐加大(0-100％)，拉曼光谱图中i1143±2cm-1/i1072±2cm-1的值逐渐增大，(图7)，选择以i1143±2cm-1/i1072±2cm-1的值结合线性曲线(图8)可对甲醛乙醛的相对含量进行计算。
实施例2：检测食用酒样中的甲醛乙醛
图9示意性地给出了本发明实施例的酒中甲醛乙醛的流程图，所述检测方法包括以下步骤：
(1)配制含对氨基苯硫酚的银氨溶液，步骤同实施例1；
(2)配制甲醛乙醛不同相对含量的混合标准溶液，步骤同实施例1；
(3)构建μ-pad的甲醛乙醛的分析装置，步骤同实施例1；
(4)通过银镜反应制备对氨基苯硫酚修饰的银纳米颗粒(agnps-atp)，步骤同实施例1；
(5)μpad-sers检测酒中甲醛乙醛。
实验用的酒样品是从超市购买的三种酒。测定酒中甲醛乙醛时，2ml酒样品直接进行实施例(1)中μpad操作，没有其他任何预处理。通过对吸附甲醛或乙醛的μ-pad进行sers分析，从而实现酒中甲醛和乙醛的检测，酒样中甲醛和乙醛常用检测方法为气相色谱-质谱法(sn/t4675.7-2016)，分析样品同时采用气相色谱-质谱联用仪进行分析，结果如表1所示。
表1