本发明专利技术公开了一种基于表面增强拉曼光谱技术的甲基硫菌灵残留的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：植酸包裹的金纳米粒子(IP6@Au NPs)基底的制备及其表征；步骤2：植酸包裹的银纳米粒子(IP6@Ag NPs)和经典银纳米粒子(Ag NPs)基底的制备；步骤3：TM的固体拉曼光谱检测；步骤4：不同浓度梯度TM乙醇溶液的SERS光谱检测；步骤5：TM拉曼光谱的DFT归属计算；步骤6：实际水果样品中TM残留的标加检测。本发明专利技术第一次利用SERS技术来分析水果中的TM，并且达到了快速、灵敏、准确和便携的效果，不仅做到了测试低成本，还做到了可以进行现场检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仪器分析化学领域，具体涉及一种基于拉曼光谱技术（Raman）的新型、高效测定水果中农药甲基硫菌灵（TM）残留的方法。更具体地涉及一种以金纳米粒子作为表面增强拉曼散射（SERS）的基底，通过测定苹果和梨等几种水果中的TM的表面增强拉曼散射光谱，检测水果中存有的微量TM的新型、高效测定水果中农药甲基硫菌灵(TM)残留的方法。
技术介绍
甲基硫菌灵（Thiophanate-Methyl，TM）又名甲基托布津，是一种广谱内吸性杀菌剂。通常在农业生产前期或者后期，使用其来防治真菌病害。TM广泛地被应用到各种水果和蔬菜作物上，包括梨果类、柑橘类、核果类、葡萄、香蕉、芒果、莴苣、土豆和一些谷物，用来防治各种真菌性病原疾病对它们的侵害。TM被认为是III-类吸入性有毒物质，具有致癌作用。研究发现，TM对人体细胞的染色体有剂量依赖性的影响。Saquib等人证明了TM的毒性会诱导DNA链的断裂和人体淋巴细胞中微核的产生。此外，TM作为一种纺锤体抑制剂，可以绑定人体的微管蛋白，从而扰乱微管的形成和中心粒的活动。高浓度的TM被认为会通过减缓细胞核分裂，来延迟减少细胞的分裂,同时加快细胞的凋亡。TM还是一类内分泌干扰物质，它可以影响人体内血清蛋白的构象，并且可以通过抑制血液中促甲状腺激素水平来改变甲状腺的功能。因此，我国对TM在水果中的农药残留限量标准为3毫克/千克，约为8.76×10-6M的浓度。目前很多的分析方法已经被用于TM的检测，例如生物传感序列、荧光偏振免疫分析、气相色谱分析、质谱分析法、液相色谱串联质谱法。然而共同的缺点是成本高、费时、对设备要求高、灵敏度不高，操作繁琐，一般需要粉碎，对环境照成严重污染等，特别是难于现场检测和环境不友好。因此，急需开发一种新型、高效、快速、准确、方便的测定水果中TM的检测方法，以保证食品安全和人民健康。拉曼光谱技术对非极性基团中共价键的对称振动十分敏感，它对水不敏感和少有光谱重叠带的特性，为水果中TM的检测提供更为有效的信息，然而普通拉曼光谱的吸收强度不高，造成检测灵敏度达不到要求。表面增强拉曼散射光谱（SERS）通过将所检测分子绑定在粗糙的金或银纳米粒子等金属表面，能够巨大增强普通拉曼光谱的强度，SERS基底的最高增强因子可以达到108。本专利技术以金纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，通过检测苹果和梨等几种水果中的TM的SERS光谱，达到检测水果中存有的微量TM的目的。本技术第一次利用SERS技术来分析水果中的TM,并且达到了快速、灵敏、准确和便携的效果。相比较于其它传统方法，本专利技术提供的SERS技术不仅可以很好地被应用于多种真菌毒素的检测，还做到了测试低成本，是一种具有潜在应用价值和开发应用前景的新型测试方法。
技术实现思路
TM化学名称1,2-二(3-甲氧碳基-2-硫脲基)苯，相对分子质量为342.40，熔点为172℃。纯品为无色结晶，不溶于水，可溶于丙酮、甲醇、乙醇等有机溶剂。在酸、碱环境中均保持稳定，对禾谷、蔬菜、果树的多种真菌病害有良好的预防与治疗作用。本专利技术提供一种基于表面增强拉曼散射的新型、高效测定水果中农药甲基硫菌灵(TM)残留的方法。更具体地是提供一种以金纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，采用便携式拉曼系统，通过检测苹果和梨等几种水果中的TM的表面增强拉曼散射（SERS）光谱，检测水果中存有的微量农药甲基硫菌灵(TM)残留的新型、高效测定水果中农药甲基硫菌灵(TM)残留的方法。本测试方法主要包括以下六步骤步骤1：制备植酸包裹的金纳米粒子(IP6@AuNPs)基底并表征；步骤2：制备植酸包裹的:两种银纳米粒子(IP6@AgNPs和AgNPs)基底；步骤3：TM固体粉末的拉曼光谱测量；步骤4：不同浓度梯度TM乙醇溶液的SERS光谱测量；步骤5：TM拉曼光谱的DFT归属计算；步骤6：实际水果样品中TM残留的标加检测。步骤1的具体方法是：将IP6@AgNPs溶胶与超纯水混合均匀，置于45-55℃条件下加热搅拌8-12分钟，加入氯金酸，保持加热搅拌25-35分钟，植酸包裹的金(IP6@AuNPs)即制备完成，通过透射扫描电镜(TEM)和紫外光谱仪（UV-vis）对其进行基底的表征。步骤2的具体方法是：将IP6溶液和硝酸银溶液混合后在100℃条件下不断搅拌，当溶液持续沸腾后，加入柠檬酸三钠溶液，继续在100℃条件下加热并搅拌，期间加水防止烧干，保持这种状态6小时后得IP6@AgNPs；硝酸银溶液于干净的锥形瓶煮沸，加入柠檬酸三钠溶液，煮沸30分钟后得经典银纳米粒子。步骤3的具体方法是：取TM固体粉末至于干净的玻璃载玻片上，并将粉末区域集中并压平后，放到拉曼光谱系统中进行TM固体拉曼光谱的采集。步骤4的具体方法是：将TM固体粉末溶解在无水乙醇中，依次配制成10-3、10-4、10-5、10-6、10-7M的TM乙醇溶液，取IP6@AuNPs溶胶离心移去上清液，将浓缩后的金溶胶与TM溶液按照1:1的体积比混合，孵化10分钟后滴加到铝箔纸上，在将要变干但尚未完全变干时进行SERS光谱的采集，每个浓度均分别按此操作，多次重复取平均值，并在实验过程中找出线性范围。步骤5的具体方法是：为了对TM的拉曼光谱进行分析，DFT计算被用于对分子振动模式进行归属，使用的软件为Gaussian03，由于TM分子量较大，且含有元素种类较多，故将参数设置为B3LYP/6-311++G(d,p)。步骤6的具体方法是：用超纯水将待测物洗净，自然晾干，将其切成小块，将TM乙醇溶液滴加到小块上，待TM溶液完全被吸收干燥后，将小块捣碎，加入乙腈进行萃取并离心，随后取上清液，加热浓缩，将浓缩得到的混合溶液与基底混合和孵化，滴加到铝箔纸上进行SERS光谱的采集，并进行SERS检测方法的回收率计算与高效液相—紫外检测的验证。上述方法可直接应用于苹果或梨中存在的微量TM的检测，还可以很好地被应用于多种真菌毒素的检测，尤其是水果中多种真菌毒素的检测。本专利技术第一次利用SERS技术来分析水果中的TM，并且达到了快速、灵敏、准确和便携的效果，不仅做到了测试低成本，还做到了可以进行现场检测。相比较于其它传统的方法，本专利技术提供的SERS技术可以很好地被应用于多种真菌毒素的检测，是一种具有潜在应用价值和开发应用前景的新型测试方法。附图说明图1为TM的结构式。图2为银纳米粒子的紫外光谱图。图3为在去离子水中，以银纳米粒子为基底的不同浓度纯品DON溶液的SERS光谱图。图4为三种金属纳米粒子的紫外吸收光谱图。黑色的(a)光谱图来自于IP6@AgNPs，绿色的(c)光谱图来自于经典的AgNPs，红色的(b)光谱图则自于本实验使用的IP6@AuNPs。图5为IP6@AuNPsUV–vis光谱(a)新合成的IP6@AuNPsUV–vis光谱图，(b)合成后放置2个月的IP6@AuNPsUV–vis光谱图。图6为TM固体粉末的拉曼光谱图。从图中可以清晰看到，位于348,444,460,500,603,659,710,775,889,905,958,1036,1097,1153,1213,1264,1296,1447,1479,1535,1597和1707cm−1处的拉曼峰。图7为10-3M、10-4M、10-5M、10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于表面增强拉曼光谱技术的甲基硫菌灵残留的测定方法，其特征在于，以金纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，通过检测待测物中的TM的表面增强拉曼散射(SERS)光谱，达到检测待测物中存有的微量TM的目的，包括以下步骤：步骤1：植酸包裹的金纳米粒子(IP6@Au NPs)基底的制备及其表征；步骤2：植酸包裹的银纳米粒子(IP6@Ag NPs)和经典银纳米粒子(Ag NPs)基底的制备；步骤3：TM的固体拉曼光谱检测；步骤4：不同浓度梯度TM乙醇溶液的SERS光谱检测；步骤5：TM拉曼光谱的DFT归属计算；步骤6：实际水果样品中TM残留的标加检测。
【技术特征摘要】
1.一种基于表面增强拉曼光谱技术的甲基硫菌灵残留的测定方法，其特征在于，以金纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，通过检测待测物中的TM的表面增强拉曼散射(SERS)光谱，达到检测待测物中存有的微量TM的目的，包括以下步骤：步骤1：植酸包裹的金纳米粒子(IP6@AuNPs)基底的制备及其表征；步骤2：植酸包裹的银纳米粒子(IP6@AgNPs)和经典银纳米粒子(AgNPs)基底的制备；步骤3：TM的固体拉曼光谱检测；步骤4：不同浓度梯度TM乙醇溶液的SERS光谱检测；步骤5：TM拉曼光谱的DFT归属计算；步骤6：实际水果样品中TM残留的标加检测。2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤1的具体方法是：将IP6@AgNPs溶胶与超纯水混合均匀，置于45-55℃条件下加热搅拌8-12分钟，加入氯金酸，保持加热搅拌25-35分钟，植酸包裹的金(IP6@AuNPs)即制备完成，通过透射扫描电镜(TEM)和紫外光谱仪（UV-vis）对其进行基底的表征。3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤2的具体方法是：将IP6溶液和硝酸银溶液混合后在100℃条件下不断搅拌，当溶液持续沸腾后，加入柠檬酸三钠溶液，继续在100℃条件下加热并搅拌，期间加水防止烧干，保持这种状态6小时后得IP6@AgNPs；硝酸银溶液于干净的锥形瓶煮沸，加入柠檬酸三钠溶液，煮沸30分钟后得经典银纳米粒子。4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙传文，袁景，杨海峰，郭小玉，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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