JSPEC 《光谱学 2314 - 4939 2314 - 4920 Hindawi 10.1155 / 2020/4212787 4212787 研究文章 使用PDMS等离子腔ser衬底对阿斯巴甜的检测 陈 lvm 1 2 马 超群解释道 1 2 李 Lei 1 2 朱 春 1 2 顾 焦 1 2 高 回族 1 2 朱 Zhuowei 1 2 杜 Chenxu 1 2 王 《 1 2 徐 Jianwen 1 2 https://orcid.org/0000 - 0001 - 7840 - 5719 陈 宋国青经济学 1 2 都拉佐 亚历山德拉 1 学校的科学 江南大学 无锡241000 中国 jiangnan.edu.cn 2 江苏省轻工光电工程技术研究中心 无锡214000 中国 lioeet.jiangnan.edu.cn 2020年 20. 1 2020年 2020年 04 07年 2019年 16 10 2019年 25 10 2019年 20. 1 2020年 2020年 版权©2020 lvm陈等。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

表面增强拉曼光谱(ser)是用于简单和敏感检测人工甜味剂阿斯巴甜纯净水。摘要空腔形成自发的银离子滴,液体聚二甲硅氧烷(PDMS)作为ser衬底集成等离子纳米粒子光学设备。首先,阿斯巴甜粉和阿斯巴甜溶液的拉曼光谱特性进行了分析。其次,阿斯巴甜的影响内容在纯净水ser强度研究通过PDMS等离子腔准备测试样品。第三,ser校准曲线建立了通过使用阿斯巴甜的特征峰强度,阿斯巴甜的浓度和良好的线性关系中添加纯净水和特征峰强度1588 (±5)cm - 1。线性回归方程和相关系数( r) y= 11412.73874 x+ 107.36722和0.99593,分别。阿斯巴甜在纯净水的平均回收率101 - 106%,相对标准偏差(RSD)是0.121 - -0.496%。实验结果表明,使用这种方法可以检测到正确的阿斯巴甜在纯净水中预计将用于识别和检测在纯净水甜味剂。

 中国国家自然科学基金 61378037 国内一流的食品科学和技术的纪律程序 JUFSTR20180302 中国国家重点研究和发展项目 2018年yfc1604204 2018年yfd0400402 1。介绍

阿斯巴甜(N-l - α-aspartyl-l-phenylalanine甲酯)是一种低热量的人造甜味剂,大约150 - 200倍比糖还甜( 1]。它广泛用于许多食品和饮料,尤其是软饮料( 2]。作为食品和饮料的甜味剂阿斯巴甜是目前允许使用在100多个国家 3]。阿斯巴甜的可接受的限制,一个人每天都可以安全地食用,一生没有风险估计为50毫克/公斤体重;饮料含有阿斯巴甜在最大允许水平的600 mg / L ( 4, 5]。因此,为了提高纯水的味道,一些制造商将在其产品中添加少量的阿斯巴甜。与阿斯巴甜食物补充应该标记为“阿斯巴甜(含苯丙氨酸)”,因为阿斯巴甜含有苯丙氨酸,苯丙酮尿症患者和(北大)不能代谢安非他命,也可能危及情报和神经和潜在威胁孕妇。此外,阿斯巴甜会导致其不耐受的患者有症状,如头痛、抽搐、恶心、变态反应( 6]。所以,需要一些方法来检测阿斯巴甜的内容添加到食物。

有各种各样的方法来检测和量化阿斯巴甜的食品,如高压液相色谱法( 7),毛细管电泳( 8, 9,伏安和测量电流的方法 10, 11)、酶系统( 12, 13),和分光光度法 14, 15]。然而,大多数这些方法耗时或高度昂贵;其中一些需要密集的样品预处理,实验过程更加复杂。

表面增强拉曼光谱(ser)已经成为一个成熟和强大的分析技术,因为它结合了拉曼光谱的指纹识别能力和plasma-enhanced敏感性,使其有效的超灵敏检测。温家宝杨等人伪造Gr-AgNPs-C.w。ser基质具有良好的灵活性和可重复性( 16]。陆等人设计了AuNPs / WS2@AuNPs混合ser衬底( 17, 18]。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)是广泛应用于生物检测、光学设备,和其他领域由于其稳定的化学性质,无毒性,优秀的机械灵活性和低成本。同时,PDMS是一个重要的ser衬底材料。其良好的塑性和灵活性使ser传感器容易融入表面不同的形状和大小( 19, 20.]。辛格et al。 21]的PDMS银奈米棒数组作为活跃的3 d ser基质。一次性和灵活的基质研究了辛格等人可以承受拉伸应变(30% 22]。同时,PDMS也适合大面积的制备灵活的活性基质,包括转移印花技术( 19)和荫罩方法( 23]。

摘要等离子腔由硝酸银和PDMS报道。等离子腔结合ser被用来检测阿斯巴甜的内容添加到纯净水。首先,理论计算了阿斯巴甜分子的拉曼光谱,拉曼光谱和ser光谱的阿斯巴甜和纯净水,纯净水添加与阿斯巴甜进行了分析。其次,阿斯巴甜的效果除了在ser强度(特征峰高)纯化水进行了研究。最后,阿斯巴甜的浓度之间的线性回归方程和1588±5厘米−1ser强度在纯净水。

 2。材料和方法 2.1。材料和试剂

Sylgard - 184聚二甲硅氧烷弹性体基地和184年Sylgard聚二甲硅氧烷弹性体固化剂是买从道康宁公司(美国密歇根州)。阿斯巴甜是购自Ehrenstorfer博士公司,德国,纯度为97.7%。后来的操作没有纯化,直接使用。硝酸银是由化学试剂国药控股有限公司提供纯净水,这是本品牌纯饮用水,从超市购买。

 2.2。仪器

实验设备是英国通过一系列共焦拉曼光谱仪。激励源是532海里倍频Nd: YAG激光。

 2.3。实验方法 2.3.1。制备基于PDMS等离子腔

衬底制备根据Inhee崔的 24)方法和优化(如图 1(一))。首先,弹性体基地和固化剂sylgard - 184重和混合在一个烧杯的质量比10:1。烧杯中的混合物搅拌大力约20分钟,动摇了超声波10分钟,然后放置在真空中消除泡沫的混合物。此后,准备PDMS演员和固定在培养皿中(直径35毫米,17毫米高度)。

(一)基础制造过程;(b) PDMS等离子腔是捏造的;(c)的原理图的位置空腔形成的不同浓度的硝酸银。

然后,硝酸银溶液浓度为50 μg / mL, 100 μL的解决方案是吸收吸管枪,慢慢地滴到准备液体PDMS表面。水的表面张力是高于液体PDMS(约72.8 mN / m,大约22 - 25 mN / m),硝酸银溶液形式目前硝酸银溶液中球体的PDMS为液体。同时,银离子扩散到液体PDMS与剩余Si-H集团和反应,和银离子逐渐减少银纳米粒子( 25]。最后,培养皿是治愈23°C ( 24]72小时,银离子表面逐渐积累形成的腔凝固过程的PDMS和等离子腔(如图 1 (b))。

硝酸银溶液的浓度,我们做了比较实验。我们准备了500 μ50 g / L μ5 g / L μ0.5 g / L μ0.05 g / L, μg / L的硝酸银溶液中。因为不同的密度,腔的位置由硝酸银在PDMS(如图是不同的 1 (c))。浓度过高时,形成腔PDMS下沉至底部,上面没有开放,不容易使用。因此,我们选择使用50 μg / L的硝酸银PDMS腔做准备。

 2.3.2。样品测试

固化后,用去离子水冲洗,用氮气吹干头发三次。避免氧化纳米银和ser效应,影响腔不应干了很长一段时间。测量的纯水解决方案与阿斯巴甜被注入腔3分钟,然后洗净,晒干。阿斯巴甜吸附的ser频谱等离子腔由一个通过共焦拉曼光谱仪检测。共焦拉曼光谱仪的参数如下:激光源,532海里;权力,12.5兆瓦;物镜,长50 x焦点;和曝光时间,20多岁。腔的光束集中在底部通过50 x显微镜的物镜和分裂到CCD通过衍射光栅滤波器的每毫米1800行。

 2.4。计算的细节

阿斯巴甜的几何优化和正常模式计算与Gaussian09程序进行。混合B3LYP方法执行6-31 + + G (d, p)基组。阿斯巴甜的稳定理论结构呈现在图 2。

阿斯巴甜的理论结构。

 3所示。结果与讨论 3.1。拉曼光谱的阿斯巴甜的分子

阿斯巴甜的计算和实验光谱的比较在水溶液如图 3。可以看出,实验结果接近理论的结果。

比较由阿斯巴甜高斯计算拉曼光谱与实验数据。(一)实验结果和(b)的计算结果。阿斯巴甜粉:激光波长532 nm;权力,1.25兆瓦;物镜,50 x。

 3.2。ser样品的光谱特征

ser的频谱PDMS等离子腔,纯化水、饱和溶液的阿斯巴甜(10000 mg / L在室温下,作为上层清液),阿斯巴甜粉,阿斯巴甜水溶液在图所示 4,阿斯巴甜的主要特征峰可以清楚地观察到。,958,1005,1032,1207,1588,1604厘米−1仍然可以观察到阿斯巴甜的饱和溶液。其中,特征峰在1588(±5)和1604年(±5)厘米−1可以增强PDMS等离子腔。根据阿斯巴甜的分子结构,特征峰在1588厘米−1归因于NH、CH、CH2弯曲振动,NH平面弯曲振动;特征峰在1605厘米−1是由于C = C伸缩振动,首席运营官吗−不对称伸缩振动和北半球3+弯曲振动。因此,ser特征峰在1588(±5)厘米−1可以选择的ser特征峰的检测阿斯巴甜在纯净水。总之,它是可行的,检测由ser阿斯巴甜中添加纯净水。

喇曼光谱(a) PDMS等离子腔,(b)纯化水,(c)阿斯巴甜饱和溶液,(d)阿斯巴甜粉,(e) ser光谱的阿斯巴甜溶液浓度为0.3 mg / L。

 3.3。吸附时间对爵士的影响强度

阿斯巴甜的纯化水溶液的浓度为0.3 mg / L PDMS等离子腔进行了测试。测试样品的吸附时间的PDMS等离子腔设置为1分钟,3分钟,5分钟,7分钟,10分钟和15分钟。之间的关系特征峰强度和吸附时间如图 5。可以看出,特征峰的强度逐渐增加,吸附时间和倾向于稳定在3分钟。这表明ser增强效应的组合产生的纳米银粒子表面的衬底PDMS等离子腔与阿斯巴甜在纯水是最好的吸附时间是3分钟,所以最佳吸附时间是3分钟。

吸附时间在ser强度的影响。

 3.4。ser校准曲线和预测结果

拉曼测试光源的稳定性通过使用拉曼光谱仪的修正后的硅衬底。激光功率为1.25兆瓦,曝光时间是1。测量强度和时间之间的关系如图 6。从结果可以看出,激光具有良好的稳定性和可量化利用ser特征峰强度。

光源的稳定。

图 7显示了水溶液的ser曲线添加了不同浓度的阿斯巴甜的PDMS等离子腔。可以看出,ser的特征峰强度随浓度的增大而增大阿斯巴甜在纯净水补充道。

ser测量等离子腔的阿斯巴甜的解决方案。我表示浓度为0,0.004,0.006,0.008,0.01,0.02,0.2,2,分别和20 mg / L。

因此,阿斯巴甜在水溶液的浓度之间的关系和特征峰强度在1588(±5)厘米−1成立,如图 8。可以看出第一个特征峰的强度随浓度的增加,然后下降,达到一定浓度后趋于稳定。原因是,当阿斯巴甜在纯化水的浓度达到一定值,纳米银粒子的PDMS等离子体室不能继续吸附更多的阿斯巴甜分子,其中一些脱落。

阿斯巴甜的浓度之间的关系和ser特征峰的强度。

在随后的研究中,0.005 - -0.05 mg / L的浓度范围是测试样本在每个浓度测试三次,和阿斯巴甜水溶液的浓度之间的关系曲线,建立了特征峰的强度。如图 9,发现这一领域的浓度和强度之间的关系是线性的,和线性回归方程 y= 11412.73874 x+ 107.36722。

浓度之间的关系曲线(0.005 -0.05 mg / L)的阿斯巴甜水溶液和特征峰强度。误差线代表12浓度测量的标准偏差三个独立样本运行( n= 36)。

阿斯巴甜在纯净水的浓度预测使用ser上面获得的校准曲线,和预测结果如表所示 1。阿斯巴甜在纯净水的平均回收率101 - 106%,相对标准偏差(RSD)是0.121∼0.496%,这表明,该方法具有良好的预测效果,满意的重现性。阿斯巴甜的检测极限纯净水可以达到0.002 mg / L。实验结果表明,本文采用的方法更简单和更快的比其他传统的检测方法,它可以提供重要的技术支持阿斯巴甜在纯净水的检测。

预测结果纯净水(阿斯巴甜的 n= 3)。

上升(毫克/升) 检测(毫克/升) 恢复(%) 相对标准偏差(%)
0.0125 0.01277 102.16 0.121
0.0275 0.0292 106.18 0.496
0.0425 0.0428 100.74 0.372
4所示。结论

一个简单的和敏感的方法使用PDMS等离子腔作为ser增强基质开发检测的阿斯巴甜在纯净水补充道。阿斯巴甜的特征峰进行了计算和测量。样本加法和吸附时间的影响分析了阿斯巴甜的特征峰的强度。阿斯巴甜的浓度之间的良好的线性关系中添加纯净水和峰值强度 我1588年1588(±5)厘米−1获得了。线性回归方程和相关系数(r) y= 11412.73874 x+ 107.36722和0.99593,分别。本文提出的预处理方法简单和快速。阿斯巴甜中添加纯净水的检出限可以达到0.002 mg / L。因此,本文提出的方法是一个很好的检测方案快速检测的阿斯巴甜在纯净水补充道。

 数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

这项工作得到了国家自然科学基金(61378037)、国家食品科学与技术一级学科项目(JUFSTR20180302)和中国国家重点研发项目(2018 yfc1604204和2018 yfd0400402)。

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