【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于食品检测，具体涉及一种比色指示剂置换传感阵列及其用于白茶快速鉴定的用途。
技术介绍
1、白茶是中国茶类中的特殊珍品，因成品茶多为芽头，满披白毫，如银似雪而得名。按照gb/t 22291-2017中的定义，白茶根据茶树品种和茶叶原料要求的不同，分为白毫银针、白牡丹、寿眉、贡眉四种产品。白毫银针是白茶中的佳品，它以茶树的单芽为原料；其次是白牡丹，以茶树的一芽一、二叶为原料；品质稍差的贡眉和寿眉由茶树的嫩梢或叶片制成。其中，作为高档白茶的白毫银针、白牡丹更受消费者的喜爱。而白茶的风味和品质往往还受到产地的影响，产地也是消费者购买白茶的重要依据。白茶主产于福建的福鼎、政和、建阳、松溪等地。随着白茶市场升温，消费者越来越热衷于购买来自核心茶区的白茶，特别是属于国家地理标志产品的福鼎白茶和政和白茶。但是，市场上存在着不良商家以次充好、乱贴标签的现象，这损害了消费者和生产者的权益。因此亟需提高茶叶的检测技术水平，建立科学完善的检测方法对白茶的产地和品种进行判别，以规范白茶市场，为白茶产业的高质量发展提供强有力的技术支撑。
2、目前，白茶产品的鉴定主要依靠感官评价、气相色谱离子迁移谱、质子转移反应飞行时间质谱、近红外光谱等技术，但它们存在着耗费时间、主观性强、分析复杂、成本高昂等缺点。因此，迫切需要一种简便、快速的方法来区分不同产地和品种的白茶。比色传感器阵列是一种新传感技术，与传统检测技术相比，比色传感器阵列具有检测速度快、灵敏度高、操作简单等优势。其中，基于指示剂置换分析的新型比色传感器无需复杂精细的传感材料制备步
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种比色指示剂置换传感阵列及其用于白茶快速鉴定的用途，该方法利用指示剂置换分析的分子传感策略，检测成本低、操作简便且准确性高。
2、为实现上述目的，本专利技术采取如下方案：
3、本专利技术首先提供一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，步骤如下：
4、首先使用纯水配制4-羟乙基哌嗪乙磺酸(hepes)缓冲溶液、指示剂溶液和受体溶液；然后按照一定比例将三种溶液在模具中混合，制成n通道比色指示剂置换传感阵列；n＝x*y，所述x、y、n均为正整数，*为相乘的关系；
5、所述受体选择x种，包括苯硼酸(pa)、3-氨基苯硼酸(3-apa)、2-硝基苯硼酸(2-npa)、3-硝基苯硼酸(3-npa)、2-氟苯硼酸(2-fpa)、3-氟苯硼酸(3-fpa)、2-氯苯硼酸(cpa)、2-溴苯硼酸(bpa)、2-甲酰基苯硼酸(frpa)、2-甲基苯硼酸(mpa)、4-羟基苯硼酸(hpa)；
6、所述指示剂选择y种，包括氯酚红(chr)、溴甲酚紫(bp)、溴甲酚绿(bg)、百里酚蓝(tb)、溴酚蓝(bb)、甲酚红(cr)、溴邻苯三酚红(br)、焦酚红(pr)、苯芴酮(fb)、茜素络合指示剂(ac)、羟基茜草素(pp)、茜素红s(ars)、邻苯二酚紫(pv)。
7、优选的，所述hepes缓冲溶液的浓度为10mm，ph为8；所述指示剂溶液的浓度为1mm，受体溶液的浓度为4mm；所述hepes缓冲溶液、指示剂溶液和受体溶液的体积比为3:1:1；所述模具包括白色九十六孔板。
8、优选的，受体为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、3-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸、2-溴苯硼酸或苯硼酸。
9、更优的，受体为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸。
10、优选的，指示剂为茜素红s或/和邻苯二酚紫。
11、更优的，指示剂为茜素红s。
12、优选的，当步骤(1)中以茜素红s作为指示剂，受体分别选择为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、3-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸、2-溴苯硼酸和苯硼酸，对应得到六种混合溶液，形成六通道的比色指示剂置换传感阵列。
13、本专利技术还提供了基于比色指示剂置换传感阵列用于白茶快速鉴定的用途，方法如下；
14、s1判别模型的构建：
15、(a)选择样品，不同产地及品种的样品在内含物组成和含量方面存在差异，不同的化学组成会使得比色指示剂置换传感阵列产生不同的颜色变化；所述样品产地包括福建省南平市政和县、松溪县；样品的品种包含白毫银针、白牡丹、贡眉、寿眉；
16、(b)首先用平板扫描仪获取比色指示剂置换传感阵列反应前图像；随后将样品液对应加入到比色指示剂置换传感阵列中，在室温下静置反应一段时间，再使用平板扫描仪获取反应后比色传感器阵列的图像，并将所获图像保存在计算机中；利用计算机捕获图像中每个传感单元的中心区域，计算反应前后传感单元的平均颜色值并求差，得到色差值即为传感单元的特征变量；将全部样品所包含的特征变量组合后得到特征矩阵，以特征矩阵作为输入、检测样品产地及品种作为输出，构建白茶鉴定的判别模型。
17、优选的，样品液的获取：将样品通过磨粉机粉碎，过40目筛，得到茶粉；然后取0.20g的茶粉按照1：50的料液比与超纯水混合，在70℃下恒温水浴15min进行提取；最后经过滤，得到上清液，即作为样品液；
18、优选的，所述样品液对与比色指示剂置换传感阵列中指示剂溶液的体积比为1:1；所述室温下静置反应一段时间为5min；
19、所述特征变量为传感单元的色差值，即δr＝rpost-rpre，δg＝gpost-gpre，δb＝bpost-bpre，其中下标post代表为反应后的值，pre为反应前的值，每个传感单元获得了3个特征变量，按照步骤一所述的n通道比色指示剂置换传感阵列共获得3*n个特征变量(n为正整数，*为相乘的关系)；所述白茶产地及品种的判别模型为随机森林(rf)模型。
20、s2实际样品检测：
21、首先获取待测样品液，将待测液按照s1所述方法进行反应，区别仅在于将样品液替换为待测样品液；获取特征变量；将待测样品的特征变量带入s1中所构建的rf判别模型，即可获得待测样品的产地及品种信息，实现白茶的快速鉴定。
22、本专利技术的有益效果：
23、本专利技术基于比色指示剂置换传感阵列的白茶鉴定方法能够区分不同产地及品种的白茶，具有检测速度快、制造成本低、准确度高等特点。而且，基于指示剂置换分析的新型比色传感器无需复杂精细的传感材料制备步骤，可利用便宜易得的材料来制备传感阵列，能够实现低成本且操作简便的茶叶鉴别检测。操作方便、准确，且兼具成本优势，在茶叶溯源及鉴别检测领域具有一定的应用潜力。
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1.一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，所述HEPES缓冲溶液的浓度为10mM，pH为8；所述指示剂溶液的浓度为1mM，受体溶液的浓度为4mM；所述HEPES缓冲溶液、指示剂溶液和受体溶液的体积比为3:1:1；所述模具包括白色九十六孔板。
3.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，受体为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、3-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸、2-溴苯硼酸或苯硼酸。
4.根据权利要求3所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，所述受体为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸。
5.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，指示剂为茜素红S或/和邻苯二酚紫。
6.根据权利要求5所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，指示剂为茜素红S。
7.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，当以茜素红S作为指示剂，
8.根据权利要求1-7任一所述的方法制备的比色指示剂置换传感阵列用于白茶快速鉴定的用途，其特征在于，步骤如下：
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，样品液的获取：将样品通过磨粉机粉碎，过40目筛，得到茶粉；然后取0.20g的茶粉按照1：50的料液比与超纯水混合，在70℃下恒温水浴15min进行提取；最后经过滤，得到上清液，即作为样品液。
10.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述样品液对与比色指示剂置换传感阵列中指示剂溶液的体积比为1:1；所述室温下静置反应一段时间为5min；
...【技术特征摘要】
1.一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，所述hepes缓冲溶液的浓度为10mm，ph为8；所述指示剂溶液的浓度为1mm，受体溶液的浓度为4mm；所述hepes缓冲溶液、指示剂溶液和受体溶液的体积比为3:1:1；所述模具包括白色九十六孔板。
3.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，受体为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、3-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸、2-溴苯硼酸或苯硼酸。
4.根据权利要求3所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，所述受体为3-硝基苯硼酸、2-氟苯硼酸、2-氯苯硼酸。
5.根据权利要求1所述一种比色指示剂置换传感阵列的制备方法，其特征在于，指示剂为茜素红s或/和邻苯二酚紫。
6.根据权利要求5所述一种比色指示剂置换传感阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈全胜，吴晓筱，焦天慧，江方玲，陈清敏，陈晓梅，魏洁，许艺，夏钰，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：
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