基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米材料‑有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法，通过引入6种纳米材料和3种染料构建纳米材料/染料复合比色传感阵列，再经提取反应前后阵列点RGB的变化值（ΔRGB）作为检测信号，并利用模式识别及径向基神经网络对数据进行处理，以探究阵列检测白酒性能。本发明专利技术对不同白酒具有较强的识别检测能力，将纳米材料和传统染料结合，提高了阵列的识别灵敏度，减少阵列点的个数，数据处理简单，具有操作简单，测试时间短，检测效率高，灵敏度好等优点，在白酒的现场实时检测方面具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法
本专利技术涉及食品检测
，尤其涉及一种基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法。
技术介绍
白酒大部分由乙醇和水组成，微量组分仅占2%。由于白酒酿造微生物的多样性，在各种微生物的共同作用下，白酒中的这些风味成分众多，研究人员利用色谱以及色谱-质谱联用技术，从白酒中分离鉴定出1874种微量组分，浓度都较低，从ng/L到mg/L不等，同时在各种白酒中的含量和比例不同，从而构成了各种白酒的不同香型和风格。目前，已有一些常规方法用于不同品类和产地白酒的区别，如质谱技术和光谱技术；虽然光谱技术是一种简单、快速、无损的方法，但其灵敏度相对较低，容易在具有相似光谱区域的组分间产生干扰。而质谱技术成本高，操作较为复杂，很难在现场中实现实时检测。因此，开发一种简便、快速且有效的对不同白酒鉴别的方法对于白酒质量监控和真伪评价分析具有重要意义。比色传感阵列作为一种方便、快捷的检测技术，广泛应用于各个领域。目前关于比色传感器阵列检测白酒的报道大多是基于有机染料与白酒之间的广谱反应，所产生的反应信号相对较低。随着纳米材料的兴起，纳米金银的优良性质愈发引起研究者的关注，如光学效应，纳米金、银微粒表面电子以一定频率震荡，当其与外界光波长频率接近或一致时会吸收此部分的光，根据“补色原理”而显现出互补颜色的光，震荡频率与粒子本身有着密切的联系，因此微粒尺寸的不同导致纳米金、银溶液颜色具有一定差异。此外，纳米金银在不同的聚集状态或形貌改变时表现出明显的吸收光谱红蓝移的特性，使其在特异性比色分析中有着得天独厚的优势。大量研究基于纳米金、银与目标分析物之间的交联和静电吸附作用导致聚集，使检测体系产生由红至蓝色或者黄至黑色梯度变化，通过采集这种灵敏的颜色变化可实现对分析物的鉴别甚至定量分析。但上述方法灵敏度不佳并且阵列点较多，操作繁琐。
技术实现思路
针对上述现有检测技术的不足，本专利技术的目的在于提供基于纳米材料-有机染料比色传感阵列简便，快速，高效检测白酒的方法，解决现有的检测方法存在成本高，操作繁琐，耗时费力和设备大型化，导致难以现场实时监测等问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法，包括以下步骤：1）将检测材料分别加到孔培养皿上的多个阵列点上构建比色传感阵列，所述检测材料分别为溴甲酚紫+NaOH、茜素红、茜素红+NaOH、QC-AuNPs、AA-AuNPs、4AA-AuNPs、MnO2NSs、AgNPs和GSH-AuNPs；2）向构建好的比色传感阵列中分别加入不同种类的待测白酒样品进行反应；3）获取比色传感检测阵列的比色指纹图谱；4）根据比色指纹图谱采用模式识别方法进行区分和判别。作为优选的，所述检测材料中的纳米材料采用以下方法制得：S1：向柠檬酸三钠溶液中加入HAuCl4，加热至沸腾，当溶液从浅黄色变为酒红色后继续加热30min后停止，得到AuNPs；然后将GSH溶液与所述AuNPs按照等摩尔比混合均匀，再将其在黑暗条件下室温反应，即制得GSH包裹AuNPs溶液（GSH-AuNPs）；S2：将HAuCl4和AA的混合物在100℃下剧烈搅拌，当溶液的颜色变成樱桃红，即得到抗坏血酸包覆AuNPs（AA-AuNPs）；S3：在沸腾状态下将HAuCl4溶液和QC的NaOH溶液混合并剧烈搅拌，上述混合溶液颜色变为红色，终止反应，即得到槲皮素功能化的AuNPs(QC-AuNPs)；S4：将HAuCl4加热煮沸后剧烈搅拌，然后迅速加入4AA溶液继续加热，上述混合溶液由淡黄色变成深粉红色，即得到4-氨基烟酸包覆的AuNPs(4AA-AuNPs)；S5：将AgNO3缓慢滴入CPB中，在25°C条件下持续搅拌，然后加入NaBH4，直至混合溶液由无色变为黄棕色停止反应，即得到AgNPs；S6：将四甲基铵和H2O2加入MnCl2·4H2O的水溶液中，混合均匀，将得到的混合物悬浊液在室温下敞口搅拌过夜，然后离心弃上清液，收集黑色沉淀依次用甲醇和超纯水清洗干净，再复溶于超纯水中，并在细胞破碎仪中超声30min，即得到MnO2NSs。作为优选的，所述检测材料与白酒的体积比为1~5：2~5。作为优选的，步骤2）所述反应的时间为3~5min。作为优选的，所述检测材料中NaOH的浓度为0.005~0.02M。作为优选的，所述获取比色传感检测阵列的比色指纹图谱的方法包括：通过平板扫描仪捕获反应前后每个阵列点的高清图像，每个图像均清晰的显示分布均匀的阵列点，图像采集后，通过计算机对平板扫描仪采集的图像进行处理，选择每个阵列点RGB的变化值作为特征信号描述检测前后的化学变化。作为优选的，所述模式识别方法包括：主成分分析、层序聚类分析、线性判别分析以及径向基函数神经网络分析。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术通过引入的纳米金、纳米银、二氧化锰纳米片等6种纳米材料与3种传统染料结合，构建纳米材料/染料复合传感阵列检测不同白酒（如图1），通过提取反应前后阵列点RGB的变化值（ΔRGB）作为检测信号，并利用模式识别及径向基神经网络对数据进行处理，以探究阵列检测白酒性能。结果表明，不同白酒具有特异性差谱图，通过肉眼观察即可对白酒进行区分。模式识别结果表明，阵列对不同白酒具有良好的分类识别能力，PCA和LDA结果显示在二维空间图中相同种类白酒平行样能聚集在一起，并与其他种类相互分开；HCA结果表明五组平行样本聚集在一起且没有产生错误分类，分类成功率达到100%。在模式识别基础上，通过RBFN确定预测样本与实际样本之间的拟合关系，结果表明预测与实际基本吻合，表明阵列可实现对酒样的识别。此外，在模式识别分析中，白酒样品按照酒精浓度被分为2组，神经网路分析也呈现出相同的结果，表明阵列对白酒检测主要受酒精度的影响。可见，该阵列可实现对未知酒样的预测，并且具有识别白酒酒精度的潜力。2、本专利技术基于纳米材料-有机染料构建比色传感阵列，提供了一种简便的白酒检测方法，降低了检测成本，缩短了检测时间，提高了分析效率，通过模式识别技术与径向基函数神经网络相结合对数据进行深度挖掘，提高了白酒的分类识别准确率，本专利技术为实现白酒快速、高效、准确的现场实时检测提供了全新思路，有助于建立标准的白酒检验方法。附图说明图1为本专利技术比色传感阵列构造及检测流程示意图。图2为本专利技术比色传感阵列实物图及紫外-可见吸收光谱图。图3为本专利技术比色传感阵列对8种不同成品酒特异性差谱图。图4为本专利技术比色传感阵列对8种不同白酒主成分分析累积方差柱状图。图5为本专利技术比色传感阵列对8种不同白酒主成分分析散点图。图6为本专利技术比色传感阵列对8种不同白酒聚类分析树状图。图7为本专利技术比色传感阵列对8种不同白酒的线性判别分析散点图。图8为本专利技术比色传感阵列的径向基神经网络模型分析；A为对不同类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）将检测材料分别加到孔培养皿上的多个阵列点上构建比色传感阵列，所述检测材料分别为溴甲酚紫+NaOH、茜素红、茜素红+NaOH、QC-Au NPs、AA-Au NPs、4AA-Au NPs、MnO

【技术特征摘要】
1.基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将检测材料分别加到孔培养皿上的多个阵列点上构建比色传感阵列，所述检测材料分别为溴甲酚紫+NaOH、茜素红、茜素红+NaOH、QC-AuNPs、AA-AuNPs、4AA-AuNPs、MnO2NSs、AgNPs和GSH-AuNPs；
2）向构建好的比色传感阵列中分别加入不同种类的待测白酒样品进行反应；
3）获取比色传感检测阵列的比色指纹图谱；
4）根据比色指纹图谱采用模式识别方法进行区分和判别。


2.根据权利要求1所述基于纳米材料-有机染料比色传感阵列快速检测白酒的方法，其特征在于，所述检测材料中的纳米材料采用以下方法制得：
GSH-AuNPs的合成：向柠檬酸三钠溶液中加入HAuCl4，加热至沸腾，当溶液从浅黄色变为酒红色后继续加热30min后停止，得到AuNPs；然后将GSH溶液与所述AuNPs按照等摩尔比混合均匀，再将其在黑暗条件下室温反应，即制得GSH包裹AuNPs溶液；
AA-AuNPs的合成：将HAuCl4和AA的混合物在100℃下剧烈搅拌，当溶液的颜色变成樱桃红，即得到抗坏血酸包覆AuNPs；
QC-AuNPs的合成：在沸腾状态下将HAuCl4溶液和QC的NaOH溶液混合并剧烈搅拌，上述混合溶液颜色变为红色，终止反应，即得到槲皮素功能化的AuNPs；
4AA-AuNPs的合成：将HAuCl4加热煮沸后剧烈搅拌，然后迅速加入4AA溶液继续加热，上述混合溶液由淡黄色变成深粉红色，即得到4-氨基烟酸包覆的AuNPs；
AgNPs的合成：将Ag...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈才洪，张宿义，黄锐，张晶，侯长军，霍丹群，杨粟平，
申请(专利权)人：泸州品创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51