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与流程

本发明涉及化学分析检测，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。

背景技术：

1、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。

2、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

1、针对现有技术的不足，本发明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as3+或as5+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。

2、本发明纳米酶基比色/表面增强拉曼散射检测食品中砷的方法，包括以下步骤：

3、(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；

4、(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as3+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as3+的判别依据，并确定as3+浓度与吸光度及特征峰的峰面积的线性关系；

5、(3)取含as3+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as3+浓度。

6、所述的cu,dtt-cds改性金银纳米au,agnps的制备如下：

7、(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；

8、(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。

9、as3+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。

10、拉曼光谱检测是在785nm激发光、激光功率500mw条件下扫描10s。

11、本发明的优点和技术效果：

12、1、本发明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as3+或as5+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双模式检测新方法；

13、2、葡萄糖作为一种还原剂，同时在au,agnps纳米酶合成中，引入微波加热，使葡萄糖部分转化为碳点，作为制备纳米材料的模板及稳定剂，使合成的au,agnps纳米酶稳定性提高；

14、3、本发明建立的as的比色及sers双模式检测方法，具有高的检测灵敏度，检出限达0.5μg/l，完全能满足国家食品安全检测的需求，同时共存的离子及其他物质不干扰测定，方法具有好的选择性。

技术特征：

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：

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：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：as3+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。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：拉曼光谱检测是在785nm激发光、激光功率500mw条件下扫描10s。

技术总结
本发明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As3+或As5+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。

技术研发人员：杨亚玲,李秋兰,杨德志
受保护的技术使用者：云南伦扬科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16