专利名称：基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺测定方法
技术领域：
本发明涉及以纳米金为模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速含量测定方法，属于分析化学和纳米技术领域。
背景技术：
可提供肉眼识别信号的比色法检测，具有简单，快速，适用于实时和现场检测等优点。基于纳米金的色度传感器近年来得到了广泛关注，其中的大部分均是基于纳米金聚集或聚集再分散过程中的等离子体耦合而产生的颜色变化。纳米金已越来越多地应用于比色法检测细胞、蛋白质、DNA、金属离子和小分子等。三聚氰胺(1，3，5-三嗪-2，4，6_三胺，C3H6N6)是一种常见的化学物质，主要用于生产三聚氰胺甲醛树脂。由于其氮含量高(66.6%)、成本低，三聚氰胺常被非法添加入食物中，以在传统的凯氏或杜马斯法测定中产生蛋白质含量高的假象。长期膳食摄入过量三 聚氰胺可导致婴儿和宠物的肾功能衰竭和死亡。因此，需要建立可以提供现场实时检测食品中三聚氰胺的可靠和高灵敏度方法。目前，三聚氰胺的检测方法主要包括高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱法(LC-MS )、气相色谱-质谱法(GC-MS )、串联质谱法(MS/ MS )、毛细管电泳法(CE)、化学发光法(CL)、红外光谱法(IR)、拉曼光谱法、酶联免疫吸附试验(ELISA)、核磁共振法(NMR)等。然而，这些方法由于需要复杂的样品预处理过程，相对费时。此外，这些分析技术需要昂贵和先进的检测仪器，并由受过专业训练的人员操作，因此难以广泛应用。近来，I- (2-巯基)-I, 3，5-三嗪-2，4，6_三酮、冠醚、3 -巯基-I-丙烷磺酸钠、核黄素、半胱胺、单链寡核苷酸修饰的纳米金均被作为显色探针用于原料奶和婴幼儿配方奶粉中三聚氰胺检测。这些方法大多表现出相当高的灵敏度，但纳米金复杂的修饰过程在一定程度上限制了它们的应用。在纳米金的形成过程中比色法检测三聚氰胺的技术也有报道，但非常费时。使用未改性的纳米金(实际上为柠檬酸覆盖的纳米金)作为显色探针已建立了更简单的三聚氰胺检测方法，但均灵敏度欠佳。本发明利用纳米金与三聚氰胺相互作用后其模拟过氧化物酶活性的变化，通过纳米金催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐显色，提供了一种快速、简便、灵敏的三聚氰胺检测新方法。
发明内容
本发明的目的是利用纳米金与三聚氰胺相互作用后其模拟过氧化物酶活性的变化，通过纳米金催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐显色，提供了一种快速、简便、灵敏的三聚氰胺检测新方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
本发明所述的一种基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，包括如下步骤利用纳米金与三聚氰胺相互作用后其模拟过氧化物酶活性的变化，通过纳米金催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐显色，根据溶液颜色和紫外吸收光谱特征的
变化，来测定三聚氰胺浓度。所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是利用目视观察溶液颜色特征以判断三聚氰胺的浓度。所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是利用吸光度值A652以判断三聚氰胺的浓度。所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是所使用的纳米金采用硼氢化钠还原氯金酸的方法制备，将500 μ L浓度为0.1 g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀释，在剧烈搅拌下加入O. 8毫升浓度为O. I g/L的硼氢化钠水溶液，反应溶液颜色从浅黄色变成酒红色，暗处继续快速搅拌而形成纳米金。 所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是按体积比为1:3将纳米金溶液和含不同浓度三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液混合，40°C反应，10000 rpm离心后，取O. 2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05 ml浓度为16mmol/L的3，3’，5，5’-四甲基联苯胺盐酸盐、O. 5 ml浓度为10 mmol/L、pH=4的磷酸盐缓冲溶液，混合后37°C温�。渴庸鄄煅丈卣骰虿舛ㄎ舛戎礎652,当目视观察颜色特征时，随着三聚氰胺浓度的增大，显色液的颜色逐渐由深蓝色变为浅蓝色直至无色，目视观察的检测限为O. 02 mg/L ;当测定吸光度值A652时，随着三聚氰胺浓度的增大而吸光度值A652逐渐减�。�5 80 μ g/L范围内吸光度值A652与三聚氰胺浓度呈线性关系，检测限为I. 2 yg/L0所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是所使用的裸纳米金平均粒径为8. I nm,最大吸收波长为518 nm。所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是纳米金溶液和含不同浓度三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液的体积分别为O. I mL和O. 3 mL。本发明所述的一种基于纳米金模拟过氧化物酶特性快速测定奶粉中三聚氰胺的方法，包括如下步骤按体积比为1:3将纳米金溶液和奶粉样品溶液混合，40°C反应，10000rpm离心,取O. 2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05 ml浓度为16mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、O. 5 ml浓度为10 mmol/L、pH=4的磷酸盐缓冲溶液，混合后37°C温�。渴庸鄄煅丈卣骰虿舛ㄎ舛戎礎652，根据溶液颜色与比色标准系列比较或通过吸光度值标准曲线进行定量，获得奶粉中的三聚氰胺含量。所述的基于纳米金模拟过氧化物酶特性快速测定奶粉中三聚氰胺的方法，其特征是奶粉样品的预处理为在2. O g奶粉中加入0. 2 mL浓度为lwt%三氯乙酸和2. O mL甲醇，振摇2分钟后取其I. O mL的上清液，氮气吹干，加入1.0 mL浓度为0. 01 mol/L、pH=3的磷酸盐缓冲溶液溶解残渣，得样品溶液。所述的基于纳米金模拟过氧化物酶特性快速测定奶粉中三聚氰胺的方法，其特征是所使用的纳米金采用硼氢化钠还原氯金酸的方法制备，将500 μ L浓度为0.1 g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀释，在剧烈搅拌下加入0. 8毫升浓度为0. I g/L的硼氢化钠水溶液，反应溶液颜色从浅黄色变成酒红色，暗处继续快速搅拌而形成纳米金。本发明的具体方法如下
(一)纳米金的制备以下过程中使用的所有玻璃器皿均经过王水浸泡，并用双蒸水彻底清洗，晾干。纳米金的制备首先，500 μ L浓度为O. I g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀释，在剧烈搅拌下加入O. 8毫升浓度为O. I g/L的硼氢化钠水溶液(加入时间控制在5分钟内)，反应溶液颜色从浅黄色变成酒红色，暗处继续快速搅拌I小时。所得的纳米金平均粒径为8. 1±1. Inm,最大吸收波长为518 nm,4 °C保存,能保持至少两个月的相对稳定。(二)三聚氰胺的测定
O. 3 ml三聚氰胺样品溶液中加入O. I ml步骤(一)制备的纳米金溶液，混合后在40°C温浴5分钟，混合溶液IOOOOrpm离心5分钟，取O. 2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、O. 5 ml磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37°C温浴10分钟，目视观察颜色的变化或测定652 nm波长处的吸光度值(A652 )。根据溶液颜色与比色标准系列比较或通过吸光度值标准曲线进行定量。目视观察的检测限为20 μ g/L，吸光度比值测定的检测限为1.2 μ g/L。本发明的优点 (I)本发明利用纳米金与三聚氰胺相互作用后其模拟过氧化物酶活性的变化，通过纳米金催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐显色，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征的变化，通过奶粉样品简单的预处理，可以直接用于三聚氰胺的含量检测。(2)本方法所使用的纳米金直接由硼氢化钠还原氯金酸得到，无需进行进一步的修饰，制备过程简单快速。(3)本发明对样品的处理要求低，奶粉样品仅需加入三氯乙酸和甲醇，沉淀蛋白并提取三聚氰胺，上清液除去甲醇用缓冲液溶解后即可测定。(4)本发明的检测灵敏度高，通过肉眼观察颜色变化的检测限为20 μ g/L，分光光度法测定的检测限为I. 2 μ g/L。
图I为纳米金的粒径分布图。图2为纳米金的紫外吸收光谱图。图3为纳米金催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐显色的紫外吸收光谱图。图4为离心转速对显色体系吸光度的影响图。图5为离心时间对显色体系吸光度的影响图。图6为不同浓度三聚氰胺存在时显色体系的颜色变化图，具体颜色变化从左到右显示为，当不含三聚氰胺时，溶液显深蓝色，随着三聚氰胺浓度的增大，溶液颜色逐渐变浅，三聚氰胺浓度为O. 08 mg/L时，溶液基本无色。图7为不同浓度三聚氰胺存在时显色体系的吸光度值变化图。
具体实施例方式实施例I :
500 μ L浓度为O. I g/L氯金酸水溶液用39. 5 ml的水稀释，在剧烈搅拌下加入O. 8ml浓度为O. I g/L的硼氢化钠水溶液(加入时间控制在5分钟内)，反应溶液颜色从浅黄色变成酒红色，暗处继续快速搅拌I小时。所得的纳米金平均粒径为8. 1±1. I nm (见图1)，最大吸收波长为518 nm (见图2)，4 °C保存，纳米金能保持至少两个月、相对稳定。以上过程中使用的所有玻璃器皿均经过王水浸泡，并用双蒸水彻底清洗，晾干。实施例2:
取O. 05 ml实施例I制得的纳米金溶液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’-四甲基联苯胺盐酸盐、O. 65 ml浓度为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37 °C温浴10分钟，混合溶液变为蓝色，最大吸收波长为652nm (见图3)。实施例3 在O. 3 ml含有O. 02 mg/L三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液(磷酸盐缓冲溶液浓度为O. 01mol/L, pH=3)中加入O. I ml实施例I制得的纳米金溶液，混合后在40 °C温浴5分钟，混合溶液离心5分钟(0-15000 rpm),取O. 2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、0. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、0. 5 ml浓度为10mmol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37°C温浴10分钟，测定652 nm波长处的吸光度值。空白对照中以0. 3 ml磷酸盐缓冲溶液(磷酸盐缓冲溶液浓度为0. 01 mol/L, pH=3)代替三聚氰胺溶液。如图4所示，随着离心转速的增大，Λ A652 (空白对照实验A652减去显色实验A652 )增大，转速达到10000 rpm时ΔΑ652达到最大值。实施例4
在0. 3 ml含有0. 02 mg/L三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液(磷酸盐缓冲溶液浓度为0. 01mol/L，pH=3)中加入0. I ml实施例I制得的纳米金溶液，混合后在40 °C温浴5分钟，混合溶液10000 rpm离心(0-15分钟),取0. 2 ml上清液加入0. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、0. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、0. 5 ml浓度为10mmol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37°C温浴10分钟，测定652 nm波长处的吸光度值。空白对照中以0. 3 ml磷酸盐缓冲溶液(磷酸盐缓冲溶液浓度为0. 01 mol/L, pH=3)代替三聚氰胺溶液。如图5所示，随着离心时间的增大，Λ A652 (空白对照实验A652减去显色实验A652 )增大，AA652在离心时间达到5分钟时达到最大值。实施例5
在0.3 ml含有不同浓度三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液(磷酸盐缓冲溶液浓度为0.01mol/L，pH=3)中加入0. I ml实施例I制得的纳米金溶液，混合后在40 °C温浴5分钟，混合溶液10000 rpm离心5分钟,取0. 2 ml上清液加入0. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、0. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、0. 5 ml浓度为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37°C温浴10分钟，目视观察颜色的变化，结果如图6所示。当不含三聚氰胺时，溶液显深蓝色，随着三聚氰胺浓度的增大，溶液颜色逐渐变浅，三聚氰胺浓度为0. 08 mg/L时，溶液基本无色，检测限为0. 02 mg/L。实施例6
在0.3 ml含有不同浓度三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液(磷酸盐缓冲溶液浓度为0.01mol/L，pH=3)中加入0. I ml实施例I制得的纳米金溶液，混合后在40 °C温浴5分钟，混合溶液10000 rpm离心5分钟,取0. 2 ml上清液加入0. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、0. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、0. 5 ml浓度为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37°C温浴10分钟，测定吸收光谱，结果如图7所示。随着三聚氰胺浓度的增大，最大吸收波长处的吸光度(A652 )逐渐减小,在5 80 μ g/L范围内A652与三聚氰胺浓度呈线性关系，检测限为I. 2 μ g/L。实施例7
在2. O g奶粉中加入O. 2 ml lwt%三氯乙酸和2. O ml甲醇，振摇2分钟。取I. O ml上清液，氮气吹干，加入I. O ml磷酸盐缓冲溶液(浓度为O. 01 mol/L, pH=3)溶解残渣，得样品溶液。在O. I ml实施例I制得的纳米金溶液中加入O. 3 ml上述的样品溶液，混合后 在40 °C温浴5分钟，混合溶液10000 rpm离心5分钟，取O. 2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、O. 5 ml浓度为10 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4)，混合后37°C温浴10分钟，目视观察颜色变化或测定吸光度A652。结合实施例6计算奶粉中三聚氰胺的含量，样品的测定回收率为99. 8% 110%，相对标准偏差为2. Γ3. 4%。
权利要求
1.一种基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是利用纳米金与三聚氰胺相互作用后其模拟过氧化物酶活性的变化，通过纳米金催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐显色，根据溶液颜色和紫外吸收光谱特征的变化，来测定二聚氰胺浓度。
2.根据权利要求I所述的基于纳米 金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是利用目视观察溶液颜色特征以判断三聚氰胺的浓度。
3.根据权利要求I所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是利用吸光度值A652以判断三聚氰胺的浓度。
4.根据权利要求I或2或3所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是所使用的纳米金采用硼氢化钠还原氯金酸的方法制备，将500 μ L浓度为0.1g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀释，在剧烈搅拌下加入O. 8毫升浓度为O. I g/L的硼氢化钠水溶液，反应溶液颜色从浅黄色变成酒红色，暗处继续快速搅拌而形成纳米金。
5.根据权利要求4所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是按体积比为1:3将纳米金溶液和含不同浓度三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液混合，40°C反应，10000印111离心后,取0.2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’-四甲基联苯胺盐酸盐、O. 5 ml浓度为10 mmol/L、pH=4的磷酸盐缓冲溶液，混合后37°C温�。渴庸鄄煅丈卣骰虿舛ㄎ舛戎礎652 ,当目视观察颜色特征时，随着三聚氰胺浓度的增大，显色液的颜色逐渐由深蓝色变为浅蓝色直至无色，目视观察的检测限为O. 02 mg/L ;当测定吸光度值A652时，随着三聚氰胺浓度的增大而吸光度值A652逐渐减�。�5 80 μ g/L范围内吸光度值A652与三聚氰胺浓度呈线性关系，检测限为 I. 2 μ g/L ο
6.根据权利要求4所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是所使用的裸纳米金平均粒径为8. I nm,最大吸收波长为518 nm。
7.根据权利要求5所述的基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺快速测定方法，其特征是纳米金溶液和含不同浓度三聚氰胺的磷酸盐缓冲溶液的体积分别为O. I mL和O. 3 mL。
8.一种基于纳米金模拟过氧化物酶特性快速测定奶粉中三聚氰胺的方法，包括如下步骤按体积比为1:3将纳米金溶液和奶粉样品溶液混合，40°C反应，10000 rpm离心，取0.2 ml上清液加入O. 25 ml浓度为8 mol/L的过氧化氢、O. 05 ml浓度为16 mmol/L的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐、O. 5 ml浓度为10 mmol/L、pH=4的磷酸盐缓冲溶液，混合后37°C温�。渴庸鄄煅丈卣骰虿舛ㄎ舛戎礎652，根据溶液颜色与比色标准系列比较或通过吸光度值标准曲线进行定量，获得奶粉中的三聚氰胺含量。
9.根据权利要求8所述的基于纳米金模拟过氧化物酶特性快速测定奶粉中三聚氰胺的方法，其特征是奶粉样品的预处理为在2. O g奶粉中加入0.2 mL浓度为lwt% 二氯乙酸和2. O mL甲醇，振摇2分钟后取其I. O mL的上清液，氮气吹干，加入I. O mL浓度为0.01mol/L、pH=3的磷酸盐缓冲溶液溶解残渣，得样品溶液。
10.根据权利要求8或9所述的基于纳米金模拟过氧化物酶特性快速测定奶粉中三聚氰胺的方法，其特征是所使用的纳米金采用硼氢化钠还原氯金酸的方法制备，将500 μ L浓度为0. I g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀释，在剧烈搅拌下加入0. 8毫升浓度为0. I g/L的硼氢化钠水溶液,反应溶液颜色从浅黄色变成酒红色，暗处继续快速搅拌而形成纳米金。
全文摘要
本发明公开一种基于纳米金模拟过氧化物酶的三聚氰胺测定方法，利用纳米金与三聚氰胺相互作用后其模拟过氧化物酶活性的变化，通过纳米金催化过氧化氢氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐显色，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征的变化。目视观察的检测限为0.02mg/L。吸光度值测定的线性范围为5~80μg/L，检测限为1.2μg/L。奶粉样品可通过简单的预处理后，采用该方法能很好地测定其中的三聚氰胺含量。
文档编号G01N21/31GK102768207SQ201210273368
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者李光文, 林新华, 洪磊, 邓豪华, 陈伟 申请人:福建医科大学
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