文摘

新方法使用表面增强拉曼光谱(ser)与非盟纳米颗粒建立了青霉素g钾(PG)残留的快速检测鸭肉。Au纳米颗粒被用作ser增强衬底,的最大吸收峰Au纳米粒子使用紫外可见分光光度计是548海里。的研究、PG解决方案和PG鸭肉的ser光谱提取以及他们振动作业进行了分析。Au纳米粒子的影响,样本,氯化钠溶液,ser强度和吸附时间的PG鸭肉提取进行了讨论。研究结果表明,可以获得良好的线性ser强度在993厘米之间⁻¹和PG残留浓度(0.5 ~ 15.0 mg·L⁻¹)在鸭肉提取检测。线性方程是,决定系数为0.9553。PG的决定系数鸭肉提取之间的实际值和预测值为0.9757,和均方根误差(RMSEP)为0.6496 mg / L。PG在鸭肉提取的回收率为90 ~ 121%。结果表明,该方法用ser Au纳米粒子可以铺一种新的方式在鸭肉PG残留的快速检测。

1。介绍

青霉素是一种β内酰胺抗生素药物,其中最输出和使用最广泛的抗生素,已成功应用于治疗细菌感染人类和动物,如胃肠道、尿道和呼吸道感染(1,2]。因为它的高溶解度,青霉素钾(PG)是最常用的青霉素之一,被认为是治疗鸭疾病的最佳选择2- - - - - -4]。青霉素残留的严格控制和有限的在中国,最大残留限度(推广)50的青霉素残留在动物性食品中获得μg·L⁻¹据中国农业部的规定(5]。如果不合理使用青霉素的数量在duck-raising过程中,违反鸭肉会造成残留和青霉素残留在鸭肉会危及人类的健康。

目前,检测的主要方法报道青霉素残留在动物的食物包括高效液相色谱法(HPLC) (1,6),微生物法(7),酶联免疫吸附试验(8),和电化学免疫传感器5]。这些技术的优点是灵敏度和实用性;然而,这些方法也遭受几个缺点,如复杂的预处理和令人不满意的成本效益。因此,它是非常迫切需要建立一个新的方法简单、快速、准确检测青霉素残留的鸭肉。

表面增强拉曼光谱(ser)是一个有趣的现象,有些分子和官能团吸附在粗糙表面的一个合适的金属,如金、银、铜,可以大大增强拉曼信号的强度。这种检测技术,具有许多优点,如操作方便,精度高,测试速度快,和便携式仪器,已被广泛应用于生物工程、医疗、食品检测等研究工作9- - - - - -11]。Di Anibal等人采取了一种检测工具检测苏丹染料在烹饪调料使用ser和多变量分析(12]。唐等人应用碱性银胶体的ser增强基质检测牛奶中的三聚氰胺(13]。朱ser用来检测硝基呋喃抗生素残留在鸡肉,鱼,虾肉(14]。在这个研究中,金纳米粒子被用作ser增强衬底和PG鸭肉提取作为研究对象,并使用ser Au纳米粒子是一种新方法建立了鸭肉PG残留的快速检测。

2。材料和方法

2.1。试剂和设备

鸭子是江西农业大学蔬菜市场的购买。PG标准物质(99.8%)是中国从标准物质的网络购买。三水Tetrachloroaurate (HAuCL₄h·3₂啊,,它从Sigma-Aldrich盟≥49.0%)购买。柠檬酸三钠、氯化钠、乙腈和己烷均为分析纯。超纯水也使用。

QE65000便携式拉曼光谱仪(海洋光学有限公司),T6系列紫外可见分光光度计(北京浦肯野通用仪器有限公司),实验室超纯水机(Kertong水有限公司),线圈加热器(北京永兴仪器有限公司),K-50B超声波清洁(合肥Kinnic机械有限公司),FA1004B电子天平(0.1毫克的准确性,上海平仪器有限公司有限公司),VORTEX-5旋涡混合器(江苏海门,Kylin-Bell实验室仪器有限公司,有限公司),HSC-24B termovap样本集中器(天津市恒奥地利科技发展有限公司有限公司),jw - 1024低速离心机(安徽Jiaven Enqipment工业有限公司有限公司),和石英取样瓶(北京程腾设备有限公司)。

2.2。实验方法

2.2.1。鸭肉提取的预处理

鸭肉提取(6,15:5 g的鸭肉泥浆,25毫升无水硫酸钠的2 g,乙腈加入50毫升聚丙烯离心管。混合1分钟振荡,紧随其后的是声波降解法治疗5分钟。离心法混合物在4200 r / min后10分钟,上层清液的混合物被移除。上述过程重复两次,上层的涨跌互现。4毫升的上层清液8毫升的己烷饱和与乙腈混合1分钟振荡,离心机在4200 r / min 8分钟。的己烷层混合解决方案被删除,和剩余的解决方案与氮干。残渣溶解在4毫升超纯水,和解决方案是通过0.45过滤μm过滤膜去除脂类。鸭肉提取获得和存储4°C的环境下。

2.2.2。金纳米颗粒的合成

Au纳米颗粒(16,17):3毫升(1%)的氯金酸和47毫升100毫升烧杯超纯水涨跌互现,和混合解决方案与线圈加热器加热。在沸腾的开始,2毫升(1%)的柠檬酸三钠的解决方案快速添加到上面的玻璃棒搅拌下沸腾的解决方案。5分钟后,混合溶液的颜色改为咖啡。非盟合成纳米颗粒被储存在室温下。

2.2.3。标准溶液和样品溶液

PG标准溶液(100 mg·L⁻¹):10毫克PG是溶解在100毫升鸭肉提取。氯化钠标准溶液(0.1 mg·L⁻¹氯化钠):0.585克氯化钠溶于100毫升超纯水。

PG示例解决方案:PG标准溶液的不同卷放入10毫升离心管和容量是固定使用鸭肉抽取5毫升。最终,不同质量浓度的PG鸭肉提取样品(0.5,1.0,2.0,4.0,6.0,7.0,9.0,10.0,12.0,和15.0 mg·L⁻¹)通过上面的方法。

1毫升的Au纳米颗粒,20μ样品溶液(0.5 ~ 15.0毫克的L·L⁻¹),100年μL氯化钠溶液(0.1 mg·L⁻¹)按顺序添加到石英采样瓶。混合物混合均匀,然后收集ser光谱时,吸附反应持续了5分钟。

2.3。仪器参数设置

拉曼光谱仪参数设置:光谱仪的权力和激光波长是700 mW和785海里,分别。十年代的积分时间,平均积分2,和1的平滑。

紫外可见分光光度计参数设置:显示范围和扫描范围是0 ~ 2 s和400 ~ 700纳米,分别。2 nm的间隔和Abs的光谱光度测量的模式选择。最后,收集吸收光谱扫描速度快。

3所示。结果与讨论

3.1。金纳米粒子的紫外可见吸收光谱和PG ser作业

形成的柠檬酸钠还原氯金酸,柠檬酸钠,并没有直接与沸腾的氯金酸溶液反应,首先分解为稳定乙酰乙酸和甲酸,然后Au纳米粒子通过之间的氧化反应产生甲酸和氯金酸(18]。柠檬酸钠的分解与电磁加热迅速,和活性物质迅速融合(18]。因此,较小的粒度和均匀分布的Au纳米颗粒可以形成的。500年μL (Au纳米颗粒与2毫升超纯水稀释,收集和紫外可见吸收光谱。如图1Au纳米粒子的最大吸收峰548海里,半峰宽约79海里。结果表明,Au纳米颗粒的粒径在某种程度上是单一和分布均匀19]。

PG的ser光谱和结构公式如图2,可以看出PG主要组成的β内酰胺环,thiazolidine环和酰基侧链取代的苯环。从曲线(A)和(B)在图2观察,可见不同的ser光谱Au纳米颗粒和Au纳米颗粒+ PG在550 ~ 1240厘米⁻¹,这表明一些PG和Au纳米颗粒之间的相互作用产生。从曲线(A)在图所示2ser的峰值在550厘米⁻¹可能导致变形振动的噻唑环和苯环,爵士在751厘米⁻¹可能归因于CC伸缩振动,ser峰值为996厘米⁻¹可能归因于苯环的伸缩振动和三角形环呼吸振动。ser峰值为1108厘米⁻¹可能是由于CH₃摇摆振动平面和C-C-C弯曲振动,ser峰值为1185厘米⁻¹可能是由于CN伸缩振动和CH噻唑环的弯曲振动,和ser峰值在1240厘米吗⁻¹可能是由于CH弯曲振动和c哦伸缩振动曲线(A) (20.- - - - - -23]。

3.2。ser PG解决方案和PG鸭肉提取的光谱

Au纳米颗粒导致许多阴离子的负电荷的柠檬酸在Au纳米粒子表面自组装。因为Au纳米微粒的静电排斥,Au纳米粒子在溶液中保持稳定(24]。氯化钠溶液时补充说,非盟的负电荷中和了纳米颗粒与钠反应⁺。中和反应消失了Au纳米粒子静电排斥和Au纳米颗粒的聚集。因此,信号共振光散射的增强。如图3(一个)氯化钠溶液时,加入非盟的混合纳米颗粒和PG的解决方案(7毫克·L⁻¹),ser混合物进一步增强的信号。在曲线的比较(A)和(C)在图3PG解决方案的ser高峰,993厘米⁻¹蓝移是3厘米⁻¹。也可以看出PG解决方案的ser的峰值在1492 ~ 1674厘米⁻¹很兴奋从曲线(A)和(B)。ser峰值在1492厘米吗⁻¹可能由于CH₃弯曲振动。ser峰值为1563厘米⁻¹可能归因于双峰退化环的振动,和ser峰值为1674厘米⁻¹可能归因于C = O肽键的伸缩振动,NH和CH弯曲振动20.- - - - - -23]。

鸭肉的一些成分,如蛋白质和脂肪,可以显著干扰ser PG的信号。因此,首先使用乙腈作为提取溶剂沉淀鸭肉中的蛋白质。其次,己烷饱和与乙腈是用来去除脂肪和其他杂质。剩下的乙腈与氮、干和残留在超纯水溶解。最后,相对纯鸭肉提取。Au纳米颗粒+鸭肉提取+生理盐水,Au纳米颗粒+ PG鸭肉提取(7毫克·L⁻¹)+生理盐水,Au纳米颗粒+ PG(7毫克·L⁻¹)+生理盐水被显示在图3 (b),我们可以看到一些ser山峰的鸭肉ser峰的提取是相同的PG鸭肉提取物,如717厘米⁻¹,1024厘米⁻¹,1244厘米⁻¹,1369厘米⁻¹。PG鸭肉的ser光谱提取峰值在993厘米⁻¹和1492厘米⁻¹,而鸭肉的ser光谱提取不存在峰值为993厘米⁻¹和1492厘米⁻¹。与此同时,两个PG ser山峰鸭肉提取网状的ser山峰PG的解决方案,使一个现实的基础在鸭肉PG残留的检测。

3.3。Au纳米颗粒添加对PG鸭肉的ser强度提取

ser效应引起的电磁效应和化学效应,以及测量分子吸附在粗糙表面的金属衬底。然而,并不是所有的吸附分子能产生ser影响金属衬底的表面。大部分的增强效应的结果部分的吸附分子的积极面金属衬底。因此,Au纳米颗粒的体积浓度的关键ser强度的增强25,26]。在这个研究中,大量的PG鸭肉提取(7毫克·L⁻¹)和氯化钠溶液(1 mol / L)被固定到50μL和100μL,分别,然后ser混合物的光谱的0.5,0.7,1,1.2,和1.5毫升的Au纳米颗粒收集,分别。如图4ser强度在993厘米⁻¹和1492厘米⁻¹不断加强与非盟的增加纳米颗粒体积。然而,当Au纳米颗粒的体积超过1毫升,ser的强度逐渐降低。这是猜测,Au纳米颗粒首先吸附PG和吸附效应增强的拉曼信号Au纳米粒子数量的增加。然而,当Au纳米粒子的量增加到一定值,Na的中和⁺Au纳米粒子可以掩盖的PG吸附效果和减少ser强度。因此,非盟纳米颗粒添加被确定为1毫升以下实验。

3.4。样品除了对PG鸭肉的ser强度提取

由于部分吸附分子的积极面金属衬底,样品溶液的体积浓度(7毫克/升)可能会影响PG鸭肉的ser强度提取。Au纳米颗粒和氯化钠溶液固定时,本文分别的ser光谱的不同卷示例解决方案(10年,20年,35岁,50和70μL)收集和分析。可以看到从图5,当样品的数量从10增加解决方案μL到20μL, 993厘米的ser强度⁻¹和1492厘米⁻¹增强。然而,当超过20卷μL, ser强度逐渐降低。因此,样本被选为20μL在接下来的实验。

3.5。盐离子对PG鸭肉的ser强度提取

大粒径的骨料,表面吸附造成的PG Au纳米颗粒会导致当地PG和非盟之间的等离子体共振纳米颗粒和ser强度的增强27]。氯化钠溶液时加入非盟的混合纳米颗粒+ PG鸭肉提取物、金纳米颗粒会迅速聚集,混合物的颜色被改变从咖啡到蓝色。上面的Au纳米颗粒的粒径变得更大,这是表现为共振光散射的增强,和PG鸭肉提取的ser强度进一步增强。为了研究不同体积浓度的氯化钠溶液的影响ser强度的混合物,1毫升的Au纳米颗粒和20μL PG鸭肉提取的首先依次加入石英采样瓶。然后,不同量的氯化钠溶液(30、50、70、100和120μ分别添加L)及其ser光谱收集。当氯化钠是100μL, 993厘米的ser强度⁻¹和1492厘米⁻¹达到了最大值在图6。原因可能是适当的氯化钠溶液的体积可以激活剂的效果,但多余的体积的生理盐水溶液混合产生凝固,导致ser强度减弱28]。实验结果表明,100年μL氯化钠的解决方案是最优的,因此,盐离子被选为100年μL在接下来的实验。

3.6。吸附时间对PG鸭肉的ser强度提取

当Au纳米颗粒的体积,PG鸭肉提取、和氯化钠溶液固定,分别吸附时间有一些对ser强度的增强效果的影响。1毫升的Au纳米颗粒后,20μL PG鸭肉提取和100μL的氯化钠溶液混合在一起,Au纳米颗粒聚集,然后Au纳米颗粒的聚集会产生ser光谱。混合物的吸附时间1时,5、10、15、20分钟,分别ser混合物的光谱在不同吸附时间收集。从曲线(A)在图所示7ser强度在993厘米⁻¹在更大的范围增加1 ~ 5分钟。虽然ser强度有增强效果在5 ~ 20分钟,增强程度是相对稳定的。从图中曲线(B)7ser强度在1492厘米⁻¹在1 ~ 20分钟逐渐增强,但提高程度没有明显变化。上述结果可能是因为PG分子鸭肉提取表面不能完全吸附Au纳米颗粒在5分钟之前,所以ser强度为993厘米⁻¹和1492厘米⁻¹不断加强。5分钟后,PG分子可能完全吸附Au纳米粒子表面。因此,ser光谱收集反应后5分钟。

3.7。预测和分析模型

该方法基于ser Au纳米颗粒是用来确定PG残留在鸭肉。不同质量浓度的PG鸭肉提取样本制备和ser光谱在最优条件下收集。研究表明,当PG在鸭肉提取物的浓度范围是0.5 ~ 15.0 mg·L⁻¹ser强度在993厘米⁻¹和1492厘米⁻¹显示增强的趋势与PG浓度的增加。当PG在鸭肉提取的质量浓度低于4 mg·L⁻¹ser的峰值在1492厘米⁻¹几乎没有观察到。然而,ser峰值为993厘米⁻¹可以观察到在相同条件下当PG在鸭肉提取的质量浓度为0.5 mg·L⁻¹。因此,PG鸭肉提取样品的浓度范围(0.5 ~ 15.0 mg·L⁻¹在993厘米)和ser强度⁻¹用于定量分析。

质量浓度之间的校准曲线的PG鸭肉提取和ser强度在993厘米⁻¹使用成立6个样品,和4剩余的样品被用来验证校准曲线的准确性。如图8和表1,当PG在鸭肉提取物的浓度范围是0.5 ~ 15.0 mg·L⁻¹,有一个良好的浓度之间的线性关系PG在鸭肉提取和ser强度为993厘米⁻¹。线性方程是,决定系数为0.9553。PG的决定系数鸭肉提取之间的实际值和预测值为0.9757,和均方根误差(RMSEP)是0.6496毫克·L⁻¹。PG在鸭肉提取的回收率为90 ~ 121%。结果表明,该方法是可行的和相对可靠的用ser Au纳米颗粒在鸭肉PG残留的快速检测。

4所示。结论

首先,Au纳米粒子的吸收光谱,PG ser光谱的解决方案,和PG鸭肉提取及其振动分配进行了分析,这些分析可以提供现实依据PG鸭肉中残留的检测。其次,Au纳米粒子的影响,样本,氯化钠溶液,ser强度和吸附时间的PG鸭肉提取进行了讨论,分别分别和他们确定最优实验条件。最后,ser的10个样本光谱不同质量浓度的PG鸭肉提取收集在最优条件下,和PG残留在鸭肉提取的模型建立和分析。结果表明,获得了良好的线性ser强度在993厘米之间⁻¹和PG在鸭肉提取物的浓度在0.5 ~ 15 mg·L⁻¹,,决定系数为0.9553。PG的决定系数鸭肉提取之间的实际值和预测值为0.9757,均方根误差(RMSEP)是0.6496毫克·L⁻¹,回收率为90 ~ 121%。实验结果表明它是可行的,ser Au纳米颗粒被用于在鸭肉PG残留的快速检测。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究受到了江西省对外科技合作计划,中国(20132 bdh80005)和中国国家自然科学基金(31101295)。额外的支持这项研究的经费由江西省科学技术支持项目,中国(2012 bbg70058)。