基于表面增强拉曼光谱技术的地沟油中辣椒碱的快速检测研究

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食用油是日常生活中的必需品,然而许多不法商家为了谋取暴利而将地沟油掺入食用油当中,这不但严重扰乱了市场秩序,而且直接威胁消费者的生命健康。地沟油中含有的黄曲霉毒素,苯并芘属于强致癌物质,长期食用会引起身体多处的癌变。辣椒是餐饮业中使用量较大的调味料,辣椒碱存在于辣椒中引起辣味的主要化学成分,辣椒素类物质具有脂溶性强、稳定性好、沸点高等特点,当前地沟油加工工艺较难完全去除这类物质,且接触过辣椒的餐厨废弃油脂几乎均会含有这种成分。因此可将辣椒碱作为鉴别地沟油的重要外源性特征指标。辣椒碱的仪器检测方法(色谱、质谱)虽然准确度高,被作为国标检测方法,但存在仪器价格昂贵、操作复杂费时、需要专业的技术人员、需要添加有毒试剂等缺点,同时,亦不能满足市场中地沟油快速、简便及特异性检测的要求。故需要研究辣椒碱的快速检测方法,从而对地沟油进行快速辅助鉴别。近年来,由于检测灵敏度高、特异性强、信号响应时间短、所需样品量少、对水不敏感等优势的表面增强拉曼技术(SERS)被广泛地应用于农产品有毒有害物质的定量分析研究中。因此,本研究研发了一系列基于SERS传感技术的地沟油中辣椒碱的快速灵敏检测方法,以期弥补现有检测技术的不足,具体内容如下。(1)构建“两步”法磁性分子印迹-SERS特异性检测体系。在纯化的天然埃洛石纳米管表面负载磁性纳米粒子得到磁性埃洛石纳米粒子(MHNTs),以MHNTs为支撑载体,以辣椒碱为模板分子,以基丙烯酸(MAA)为功能单体,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,并用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂通过表面印迹技术合成对辣椒碱具有特异性识别功能的磁性分子印迹聚合物(MHNTs-MIPs)。MHNTs-MIPs作为特异性富集分离辣椒碱的材料,采用非电镀法合成的银纳米基板以及柠檬酸钠还原的金纳米粒子作为拉曼增强材料建立地沟油中辣椒碱检测体系。结果表明,该检测体系对辣椒碱的检测范围为0.05~100μM,检测限为67.7 n M,在模拟地沟油和真实地沟油样品中的回收率为95.5%~101.3%和96.3%~100.5%。该方法的检测结果与高效液相色谱(HPLC)检测结果具有良好的一致性,这表明该检测体系可用于地沟油中辣椒碱的定量检测。(2)构建比色/SERS双模态辣椒碱检测体系。采用“海参状”的Au@Pt NPs作为比色检测模拟酶及SERS分析的拉曼增强材料。采取具有明显颜色变化的H2O2-TMB作为比色检测体系,采用氧化产物ox-TMB的特征紫外吸收光谱及SERS光谱在不同辣椒碱浓度下作定量分析。结果表明比色检测的范围为1~10000μM,使用紫外可见吸收光谱定量分析检测限为3.48μM,SERS光谱检测范围为10-9~10-5 M,检测限为7.38 n M。将此检测体系用于模拟地沟油样品及真实地沟油样品中辣椒碱的检测比色法得到回收率分为96.48%~102.93%和91.47%~101.16%,SERS检测方法得到的回收率分别为95.78%~100.78%和98.75%~102.05。该方法的检测结果与HPLC方法检测结果具有较好的一致性,表明该检测体系可用于地沟油中辣椒碱的定量检测。(3)构建基于重氮偶合反应-SERS辣椒碱检测体系。以4-ATP作为重氮偶合材料,与亚硝酸钠在酸性条件下形成偶氮中间体,随后偶氮中间体与辣椒碱在碱性条件下发生偶合反应生成偶氮化合物。采用种子生长法合成形状规整,尺寸一致的金纳米棒。将生成的偶氮化合物与金纳米棒混合孵育后滴加在纯净的硅片上采集SERS光谱,对采集的SERS光谱进行分析。结果显示,该体系对辣椒碱的检测范围为10-11~10-4 M,检测限为3.24×10-11 M。将该方法用于模拟地沟油和真实地沟油中辣椒碱的测定,回收率分别在98.44%~103.32%和97.63%~100.41%之间。该方法的检测结果与HPLC方法检测结果有较好的一致性。这亦表明该检测体系可用于地沟油中辣椒碱的定量检测。
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