一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法
【專利摘要】一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，它涉及利用表面增強拉曼光譜技術檢測牛奶中硫氰酸鈉含量的方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有對市售牛奶中的硫氰酸鈉含量進行檢測的方法無法同時具備樣品預處理簡單、無有毒試劑使用、靈敏性高和無需大型儀器的問題。檢測方法：一、確定硫氰酸鈉在牛奶中的表面增強拉曼特征峰；二、繪制硫氰酸鈉標準曲線；三、樣品預處理及測量；四、定量分析；得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中硫氰酸鈉的濃度。本發(fā)明樣品預處理簡單且無有毒試劑使用、靈敏性高、不需大型儀器設備。本發(fā)明可用于檢測牛奶中硫氰酸鈉的含量。
【專利說明】一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及利用表面增強拉曼光譜技術檢測牛奶中硫氰酸鈉含量的方法。
【背景技術】
[0002]硫氰酸鈉是一種醫(yī)學、化學、印染等行業(yè)常用的化工原料，同時也是天然存在于動物組織以及分泌液中的一種物質(zhì)。牛乳中硫氰酸根的天然含量約為5 μ g/mL?8.5 μ g/mL,是牛乳中起抑菌功能的過氧化物酶體系的組成部分。過氧化物酶體系的激活需要硫氰酸根的濃度達到20 μ g/mL左右，因此使用這種體系抑制牛奶中的細菌繁殖還需向牛奶中添加約15μ g/mL的硫氰酸鹽。但硫氰酸鈉是一種致甲狀腺腫因子，血漿中過高的硫氰酸根離子濃度會抑制甲狀腺對碘的吸收從而導致非缺碘性甲狀腺腫。對于孕婦、嬰兒以及碘缺乏地區(qū)人口的危害更大。因此市售牛奶以及嬰兒配方乳粉中過高的硫氰酸鈉濃度將會增大瓶裝牛奶哺乳的嬰兒甲狀腺功能紊亂的風險。我國于2008年發(fā)布的《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑品種名單(第一批)》中明確規(guī)定乳及乳制品中硫氰酸鈉屬于違法添加物質(zhì)。
[0003]目前牛奶中硫氰酸鈉的檢測方法主要有分光光度法、高效液相色譜法、離子色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法等?！斗止夤舛确y定乳與乳制品中硫氰酸鈉的含量》李衛(wèi)群、單勝燕、朱慧(中國食品添加劑，2010年第2期)公開了分光光度法的檢測限為1.0 μ g/mL ;《高效液相色譜法檢測牛奶中硫氰酸鈉質(zhì)量濃度》(中國乳品工業(yè)，2011年07期)公開了高效液相色譜的檢測限為0.2 μ g/mL ；《離子色譜測定乳制品中硫氰酸鈉含量》(食品工程，2012年02期)離子色譜法的檢出限為0.1 μ g/mL ;《氣相色譜-質(zhì)譜法測定乳制品中的硫氰酸根》(食品科學，2012年04期)公開了氣相色譜-質(zhì)譜法的檢測限為0.02 μ g/mL。但上述檢測方法都需要使用實驗室配置的專業(yè)儀器設備，如分光光度計、高效液相色譜系統(tǒng)、離子色譜儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。其中，高效液相色譜法預處理過程中需要使用固相萃取柱，硅膠色譜柱、減壓旋轉蒸發(fā)儀等儀器，步驟繁瑣、耗費時間。離子色譜法使用有毒試劑乙腈作為萃取劑，對環(huán)境危害較大。氣相色譜質(zhì)譜法的檢測步驟復雜因此對操作人員的專業(yè)程度要求較高?？傊壳艾F(xiàn)有的各種方法不方便應用于生產(chǎn)、流通、銷售等環(huán)節(jié)中的現(xiàn)場快速檢測。因此迫切需要開發(fā)一種便捷綠色高效的硫氰酸鈉檢測技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有對市售牛奶中的硫氰酸鈉含量進行檢測的方法無法同時具備樣品預處理簡單、無有毒試劑使用、靈敏性高和無需大型儀器的問題，而提供一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法。
[0005]本發(fā)明一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，按以下步驟進行:
[0006]一、通過測量硫氰酸鈉固體粉末的拉曼光譜，確定硫氰酸鈉在牛奶中的表面增強拉曼特征峰為2100011 ；
[0007]二、繪制硫氰酸鈉標準曲線:
[0008]①、將硫氰酸鈉水溶液加入到牛奶中，配制得到8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品，8-10個梯度濃度中，其梯度變化值在0.1 μ g/mL-2.5 μ g/mL之間；
[0009]②、向步驟①中8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品中分別加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1: (2-5)，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液過濾，得到8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液，然后按銀溶膠與8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液的體積比為1: (I-4)向8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后使用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，記錄8-10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度，以牛奶中硫氰酸鈉濃度為橫坐標、牛奶中硫氰酸鈉濃度相對應的拉曼特征峰強度為縱坐標建立濃度與峰強之間的關系曲線；
[0010]三、樣品預處理及測量:
[0011]向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1: (2-5)，振蕩均勻后以14000rpm離心5分鐘,得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液,采用0.22 μ m的濾膜對未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液過濾，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液，然后按銀溶膠與未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液的體積比為1: (I-4)向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后采用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖并記錄未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度；
[0012]四、定量分析:
[0013]將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖定位到特征峰2100CHT1處，然后將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度帶入到步驟二得到的硫氰酸鈉標準曲線中，計算得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中硫氰酸鈉的濃度。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點:一、本發(fā)明樣品預處理簡單且無有毒試劑使用、靈敏性高、不需大型儀器設備；二、本發(fā)明的特點在于預處理與檢測過程的結合以及“一劑兩用”，整個檢測過程只使用三氯乙酸一種溶劑，預處理過程中用作蛋白沉淀劑，測量過程作為溶膠促凝劑，相比于其他方法，既能滿足對測量精度的要求，也能滿足對檢測快捷性的要求；三、本檢測方法在0.lyg/mL-lOyg/mL范圍內(nèi)具有很好的線性度，可用于樣品的定量檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為試驗一牛奶中不同濃度硫氰酸鈉的SERS光譜圖；
[0016]圖2為試驗一牛奶中不同的硫氰酸鈉濃度與2100cm—1處拉曼特征峰峰強之間的關系圖。
【具體實施方式】
[0017]【具體實施方式】一:本實施方式一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，按以下步驟進行:
[0018]一、通過測量硫氰酸鈉固體粉末的拉曼光譜，確定硫氰酸鈉在牛奶中的表面增強拉曼特征峰為ZlOOcnr1 ；
[0019]二、繪制硫氰酸鈉標準曲線:
[0020]①、將硫氰酸鈉水溶液加入到牛奶中，配制得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品，8?10個梯度濃度中，其梯度變化值在0.1 μ g/mL?2.5 μ g/mL之間；
[0021]②、向步驟①中8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品中分別加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1: (2?5)，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液過濾，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液，然后按銀溶膠與8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液的體積比為1: (I?4)向8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后使用BWS415-785H型(美國必達泰克公司)便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，記錄8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度，以牛奶中硫氰酸鈉濃度為橫坐標、牛奶中硫氰酸鈉濃度相對應的拉曼特征峰強度為縱坐標建立濃度與峰強之間的關系曲線；
[0022]三、樣品預處理及測量:
[0023]向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1: (2?5)，振蕩均勻后以14000rpm離心5分鐘,得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液,采用0.22 μ m的濾膜對未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液過濾，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液，然后按銀溶膠與未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液的體積比為1: (I?4)向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后采用BWS415-785H型(美國必達泰克公司)便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖并記錄未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度；
[0024]四、定量分析:
[0025]將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖定位到特征峰2100CHT1處，然后將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度帶入到步驟二得到的硫氰酸鈉標準曲線中，計算得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中硫氰酸鈉的濃度。
[0026]表面增強拉曼光譜，是一種新興的物質(zhì)成分檢測技術，通過使目標探測分子吸附于具有納米量級(10?200nm)粗糙度的金屬表面，可獲得比常規(guī)拉曼光譜信號百萬倍增強的拉曼散射光，其靈敏度甚至可達單分子水平。因其高靈敏度、高識別率以及對水的抗干擾能力，在生物、醫(yī)學含水活體樣品以及食品檢測領域得到廣泛應用。
[0027]本實施方式樣品預處理簡單且無有毒試劑使用、靈敏性高、不需大型儀器設備。
[0028]本實施方式的特點在于預處理與檢測過程的結合以及“一劑兩用”，整個檢測過程只使用三氯乙酸一種溶劑，預處理過程中用作蛋白沉淀劑，測量過程作為溶膠促凝劑，相比于其他方法，既能滿足對測量精度的要求，也能滿足對檢測快捷性的要求。
[0029]本實施方式的檢測方法在0.1 μ g/mL?10 μ g/mL范圍內(nèi)具有很好的線性度，可用于樣品的定量檢測。
[0030]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一中所述的硫氰酸鈉固體粉末的純度> 98.5%。其它與【具體實施方式】一相同。
[0031]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:步驟二②中所述的銀溶膠是按以下步驟制備的:將45mg硝酸銀溶入到250mL水中并煮沸，隨后向其中加入5mLl%的檸檬酸鈉水溶液，整個過程始終伴隨著溶液的攪拌，保持沸騰I小時，然后自然冷卻至室溫，于4°C環(huán)境下避光儲存。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0032]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟二②中向步驟①中8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品中分別加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1:3，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液過濾，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液，然后按銀溶膠與8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液的體積比為1:3向8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后使用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，記錄8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度，以牛奶中硫氰酸鈉濃度為橫坐標、牛奶中硫氰酸鈉濃度相對應的拉曼特征峰強度為縱坐標建立濃度與峰強之間的關系曲線。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0033]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟三中向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1:3，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液過濾，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液，然后按銀溶膠與未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液的體積比為1:3向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后采用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖并記錄未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0034]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:步驟三中所述的銀溶膠是按以下步驟制備的:將45mg硝酸銀溶入到250mL水中并煮沸，隨后向其中加入5mLl%的檸檬酸鈉水溶液，整個過程始終伴隨著溶液的攪拌，保持沸騰I小時，然后自然冷卻至室溫，于4°C環(huán)境下避光儲存。其它與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0035]采用下述試驗驗證本發(fā)明的效果:
[0036]試驗一:一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，按以下步驟進行:
[0037]—、通過測量硫氰酸鈉固體粉末的拉曼光譜，確定硫氰酸鈉在牛奶中的表面增強拉曼特征峰為ZlOOcnr1 ；
[0038]二、繪制硫氰酸鈉標準曲線:
[0039]①、將ImL 濃度為 I μ g/mL、2.5 μ g/mL、5 μ g/mL、7.5 μ g/mL、10 μ g/mL、25 μ g/mL、50 μ g/mL>75 μ g/mL和100 μ g/mL的硫氰酸鈉水溶液分別加入到9mL牛奶中，配制得到濃度分別為 0.1 μ g/mL、0.25 μ g/mL、0.5 μ g/mL、0.75 μ g/mL、1.0 μ g/mL、2.5 μ g/mL、5 μ g/mL、7.5 μ g/mL和10 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品；
[0040]②、向0.3mL步驟①中濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品中加入0.9mL質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液,采用0.22 μ m的濾膜對濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液過濾，得到濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液，然后按銀溶膠與濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液的體積比為1:3向濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后使用BWS415-785H型(美國必達泰克公司)便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，記錄濃度為0.1 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度為740 ;然后將濃度分別為0.25μ g/mL、0.5 μ g/mL、0.75 μ g/mLU.0 μ g/mL、2.5 μ g/mL、5 μ g/mL、7.5 μ g/mL和10 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品按上述步驟處理，得到濃度為 0.25 μ g/mL、0.5 μ g/mL、0.75 μ g/mL、1.0 μ g/mL、2.5 μ g/mL>5 μ g/mL、
7.5 μ g/mL和10 μ g/mL的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度分別為782，1027，1278，1411，2085，3426，3981和4872，以牛奶中硫氰酸鈉濃度為橫坐標、牛奶中硫氰酸鈉濃度相對應的拉曼特征峰強度為縱坐標建立濃度與峰強之間的關系曲線y=863+423.75x，相關系數(shù) R2=0.9789 ；
[0041 ] 三、樣品預處理及測量:
[0042]向0.3mL未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中加入0.9mL質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液，采用
0.22μπι的濾膜對未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液過濾，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液，然后按銀溶膠與未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液的體積比為1:3向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后采用BWS415-785H型(美國必達泰克公司)便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖并記錄未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度平均值為724 ；[0043]四、定量分析:
[0044]將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖定位到特征峰2100CHT1處，然后將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度帶入到步驟二得到的硫氰酸鈉標準曲線中，計算得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中硫氰酸鈉的濃度約為L 2 μ g/mL ?L 4 μ g/mL。
[0045]本試驗步驟一中所述的硫氰酸鈉固體粉末的純度> 98.5%。
[0046]本試驗采用BWS415-785H型(美國必達泰克公司)便攜式拉曼光譜儀采集光譜，激發(fā)光源波長為785nm，光譜測量范圍為175cm—1?2700cm—1，采集數(shù)據(jù)時的輸出功率300mW，積分時間為15s。
[0047]本試驗步驟二②中所述的銀溶膠是按以下步驟制備的:將45mg硝酸銀溶入到250mL水中并煮沸，隨后向其中加入5mLl%的檸檬酸鈉水溶液，整個過程始終伴隨著溶液的攪拌，保持沸騰I小時，然后自然冷卻至室溫，于4°C環(huán)境下避光儲存。
[0048]本試驗步驟三中所述的銀溶膠是按以下步驟制備的:將45mg硝酸銀溶入到250mL水中并煮沸，隨后向其中加入5mLl%的檸檬酸鈉水溶液，整個過程始終伴隨著溶液的攪拌，保持沸騰I小時，然后自然冷卻至室溫，于4°C環(huán)境下避光儲存。
[0049]圖1為本試驗牛奶中不同濃度硫氰酸鈉的SERS光譜圖(lOOOcnT1?3200CHT1)，所得數(shù)據(jù)均是重復測量5次求平均值所得。圖1中的a為水溶液空白樣品的SERS光譜圖，b為未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的SERS光譜圖，c?k依次為濃度為0.1 μ g/mL,0.25 μ g/mL、0.5 μ g/mL、0.75 μ g/mL、1.0 μ g/mL、2.5 μ g/mL、5 μ g/mL、7.5 μ g/mL 和 10 μ g/mL 的硫氰酸鈉牛奶標準樣品的SERS光譜圖；由圖1可看出，未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的SERS光譜在2100CHT1處也有信號，說明牛乳中本身就存在一定含量的硫氰酸鹽的事實，同時隨著硫氰酸鈉濃度的增加，特征峰的強度逐漸增加。
[0050]圖2為本試驗牛奶中不同的硫氰酸鈉濃度與2lOOcnT1處拉曼特征峰峰強之間的關系圖，所得數(shù)據(jù)均是重復測量5次求平均值所得。使用最小二乘法對數(shù)據(jù)進行線性擬合得直線y=863+423.75x,相關系數(shù)R2=0.9789，由圖2所測數(shù)據(jù)擬合的直線計算未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中硫氰酸鈉的濃度約為1.2 μ g/mL?1.4 μ g/mL，含量較低，不會對人體的甲狀腺功能造成影響，而在0.1 μ g/mL?10 μ g/mL范圍內(nèi)硫氰酸鈉的拉曼特征峰強度隨濃度呈單調(diào)線性的變化，可用于牛奶中此濃度或以上的硫氰酸鹽的檢測及半定量分析。
【權利要求】
1.一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，其特征在于基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法按以下步驟進行: 一、通過測量硫氰酸鈉固體粉末的拉曼光譜，確定硫氰酸鈉在牛奶中的表面增強拉曼特征峰為2IOOcnr1 ； 二、繪制硫氰酸鈉標準曲線: ①、將硫氰酸鈉水溶液加入到牛奶中，配制得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品，8?10個梯度濃度中，其梯度變化值在0.1 μ g/mL?2.5 μ g/mL之間； ②、向步驟①中8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品中分別加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1: (2?5)，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液過濾，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液，然后按銀溶膠與8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液的體積比為1: (I?4)向8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后使用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，記錄8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度，以牛奶中硫氰酸鈉濃度為橫坐標、牛奶中硫氰酸鈉濃度相對應的拉曼特征峰強度為縱坐標建立濃度與峰強之間的關系曲線； 三、樣品預處理及測量: 向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶`樣品中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1: (2?5)，振蕩均勻后以14000rpm離心5分鐘,得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液,采用0.22 μ m的濾膜對未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液過濾，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液，然后按銀溶膠與未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液的體積比為1: (I?4)向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后采用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖并記錄未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度； 四、定量分析: 將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖定位到特征峰2100CHT1處，然后將步驟三得到的未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度帶入到步驟二得到的硫氰酸鈉標準曲線中，計算得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中硫氰酸鈉的濃度。
2.根據(jù)權利要求1中所述的一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，其特征在于步驟一中所述的硫氰酸鈉固體粉末的純度> 98.5%。
3.根據(jù)權利要求1中所述的一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，其特征在于步驟二②中所述的銀溶膠是按以下步驟制備的:將45mg硝酸銀溶入到250mL水中并煮沸，隨后向其中加入5mLl%的檸檬酸鈉水溶液，整個過程始終伴隨著溶液的攪拌，保持沸騰I小時，然后自然冷卻至室溫，于4°c環(huán)境下避光儲存。
4.根據(jù)權利要求1中所述的一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，其特征在于步驟二②中向步驟①中8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品中分別加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1:3，振蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品上清液過濾，得到8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液，然后按銀溶膠與8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液的體積比為1:3向8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后使用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，記錄8?10個梯度濃度的硫氰酸鈉的牛奶標準樣品的特征峰強度，以牛奶中硫氰酸鈉濃度為橫坐標、牛奶中硫氰酸鈉濃度相對應的拉曼特征峰強度為縱坐標建立濃度與峰強之間的關系曲線。
5.根據(jù)權利要求1中所述的一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，其特征在于步驟三中向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸，未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品與質(zhì)量分數(shù)為15%的三氯乙酸的體積比為1:3，振 蕩均勻后以HOOOrpm離心5分鐘，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液，采用0.22 μ m的濾膜對未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品上清液過濾，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液，然后按銀溶膠與未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液的體積比為1:3向未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品濾液中添加銀溶膠并混合均勻，然后采用BWS415-785H型便攜式拉曼光譜儀采集光譜，數(shù)據(jù)采集及光譜處理均采用光譜儀自帶軟件，使用Boxcar平滑方法對采集到的光譜進行平滑處理，并使用軟件自帶指令對光譜數(shù)據(jù)進行背景扣除，得到未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品光譜圖并記錄未添加硫氰酸鈉的空白牛奶樣品的特征峰強度。
6.根據(jù)權利要求1中所述的一種基于表面增強拉曼光譜技術對牛奶中硫氰酸鈉的含量進行快速檢測的方法，其特征在于步驟三中所述的銀溶膠是按以下步驟制備的:將45mg硝酸銀溶入到250mL水中并煮沸，隨后向其中加入5mLl%的檸檬酸鈉水溶液，整個過程始終伴隨著溶液的攪拌，保持沸騰I小時，然后自然冷卻至室溫，于4°C環(huán)境下避光儲存。
【文檔編號】G01N21/65GK103439312SQ201310403467
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權日:2013年9月6日
【發(fā)明者】呂志偉, 哈斯烏力吉, 林翔, 楊芳, 賈寶申, 婁秀濤, 崔宇, 巴德欣, 林殿陽 申請人:哈爾濱工業(yè)大學