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分子荧光光谱法分析法在食品介析中的应用

发布时间:2015-05-29 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1149

一、概述

分子荧光光谱法又称分子发光光谱法或荧光分光光度法,是利用某一波长的光线照射试样,试样再发射出相同或较长波长的光线,利用再发射的荧光的特性和强度进行分析的方法。分子荧光光谱法检测限比分光光度法低二至四数量级,可达到0.001-0.1mg/L;选择性比分光光度法好,所需试样量少;灵敏度高,所需时间短;可以对乳浊液、固体样品直接检测,样品前处理简单或不处理,无环境污染,成本低;可以在200一800nm波长范围内提供待测物的三维信息,结合化学计量学可以进行定性、定量分析。荧光法也可用于混合物的同时测定和络合物组成的研究等。目前可用荧光法测定的元素已达60多种。因为只有有限数量的化合物才能产生荧光,应用不如分光光度广泛。

二、介子关光光讲仪

荧光定性定量分析及仪器与紫外可见吸收光谱法相似。定性分析时,将实验测得样品的荧光激发光光谱和荧光发射光谱与标准荧光光谱图进行比较,鉴定样品成分。定量分析时,一般以激发光谱最大峰值波长为激发光波长,以荧光发射光谱最大峰值波长为发射波长。

分子荧光光谱法技术多,如导数恒能量同步荧光法、导数恒基体强度同步荧光法、偏振同步荧光光法、三维同步荧光法和可变角同步荧光法等。分子荧光光谱法已应用于多组分多环芳烃的定性定量分析,药物分析,食品、蛋白质、氨基酸及石油产品分析等。

三、在食品介析中的应用实例

(1)食品质量控制:利用同步扫描荧光光谱法(并结合红外吸收光谱法)测量煎炸油的质量的变化,确定煎炸油应该废弃的临界值。肉与肉制品在加工储藏过程中存在脂质氧化和蛋白质氧化问题。随着加工时间的延长,温度的升高,脂质氧化加深,鱼制品在不同激发发射波长下的荧光峰向长波方向移动,并且在393nm/463nm和327nm / 415nm处荧光强度的比值与鱼质量有着很好的线性关系。直接测定干制鱼模型和冻干的猪肉和蛋黄的荧光发现,荧光强度和储藏期间吸氧量的高度相关性(R2=0.9一0.97)。采用前表面技术和硫代巴比妥酸法(TBA)测定冷藏的三种基因型(快速成长型、中速成长型和慢速成长型)鸡肉的脂肪氧化状态,结果发现荧光强度和TBA值有良好的相关性。

(2)食品掺伪检验:以无水葡萄糖为标准品,用荧光光谱法测定6种不同种灵芝中多糖的含量,荧光参数λex=478nm,λem=510nm。多糖浓度与生成物的荧光强度呈良好的线性关系,R2为0.9990,检出限为0.008mg/mL,实验重复性的RSD为0.41%,平均回收率为98.81%。采用前表面技术获得饮料的总荧光光谱和同步荧光光谱,结合主成分分析和聚类分析技术对饮料分类。这些饮料在360一650nm(350nm激发)的发射光谱和同步荧光光谱(200一700nm)波长差为90nm,有很好的区分度。用前表面荧光方法,以美拉德反应的产物糠氨酸为指标,检测生乳中添加复原乳的含量,可以检测到添加量5%以上的复原乳。利用同步扫描荧光光谱法,并结合红外吸收光谱法比较高温煎炸的几种食用油发现,与新油相比,煎炸后的食用油在370一380nm附近的荧光峰消失;而461nm和479nm附近出现新的荧光峰。在水介质中,三聚氰胺与荧光素钠缔合,使体系的荧光强度增强,在一定浓度范围内,体系荧光强度改变值与三聚氰胺的浓度分别呈现良好的线性关系(r=0.9996),检出限分别为三聚氰胺1.45ng/mL和荧光素钠5ng/mL。样品加标回收率为95.7%一110.0%,RSD小于0.47%。

(3)食品种类分析:采用前表面荧光光谱对瑞士蜂蜜样品进行分类,7种蜂蜜样品(62个)在激发波长250nm(发射波长280一480nm)、290nm(发射波长305一500nm)、373nm(发射波长380一600nm)和发射波长450nm(激发波长290一440nm)条件下得到发射光谱和激发光谱,主成分分析提取10个主成分,然后采用部分因子判断法进行分析。运用三维等高线和二维荧光分析方法给出了绍兴加饭系列黄酒整体和细部的比较分析,得出三种陈年黄酒在波长400-680nm范围内存在较宽荧光峰的荧光光谱,3年陈、5年陈、8年陈酒的荧光峰分别在504nm、488nm、505nm,最佳激发波长都在370nm附近。应用三维荧光光谱技术研究不同品种辣椒得到各自特征指纹图类型和特征指纹,建立品种与辣椒素含量的关系。

(4)原料产地追溯:应用三维荧光光谱技术,研究昌黎原产地不同品种和年份葡萄酒的三维荧光光谱特征。研究表明,2005年不同葡萄品种酒样的三维荧光特征峰的数目、位置和强度差异显著,可以区分各个品种酒样;而不同酿造年份的赤霞珠酒样均在λex/λem为A:260nm/365nm、B:290nm/370nm以及C:325nm/420nm附近出现荧光特征峰,三维荧光特征峰出现位置一定,但荧光强度差异显著,可以用于区分酒样。另对95种不同产地、不同品牌的典型系列白酒以及10种品牌的同一品牌、不同年份的酒进行荧光光谱分析发现,不同品牌白酒的三维荧光光谱在主荧光峰个数、波峰位置、最佳激发波长3个参数有着各异的表征,而同一种品牌白酒的三维荧光光谱的3个参数十分相近。对不同品牌的白酒进行聚类分析,结果证明使用所述的3个参数可对不同品牌白酒进行有效的分类。

(5)药物残留检测:利用交替三线性分解(ATLD)、交替拟合残差(AFR)和自加权交替三线性分解(SWATLD)等3种二阶校正算法分别对三维荧光光谱数据进行解析,对香蕉中的双苯三唑醇含量直接快速定量测定。结果表明3种算法均能成功用于直接分析香蕉中双苯三唑醇的含量。同步荧光分析中,诺氟沙星、盐酸洛美沙星和乳酸左氧氟沙星三种药物光谱重叠严重,应用偏最小二乘(PLS)算法建立该混合体系三组分含量同时测定的新方法。在pH=2.87的BR缓冲溶液中,波长差△λ=190nm时,诺氟沙星、盐酸洛美沙星和乳酸左氧氟沙星的测量线性范围分别为0.016一0.40μg/mL/0.01一0.336μg/mL和0.01一0.336μg/mL;检出限分别为0.0126μg/mL、0.006μg/mL和0.0072μg/mL。采用该方法对鳗鱼样品进行测定,结果令人满意。采用荧光光谱法研究电子供体苄青霉素降解产物与电子受体四氯苯醌(TCBQ)之间的荷移反应,结果表明TCBQ与苄青霉素的酸性降解产物在甲醇一水介质中易发生荷移反应,生成稳定的络合物,其荧光强度较苄青霉素降解产物本身有显著的增强。在最佳条件下,苄青霉素浓度在0.30-8.0mg/L范围内与荧光强度呈良好的线性关系,检出限为0.09mg/L。对牛奶中节青霉素含量进行测定,加标回收率为88.0%一95.4%,相对标准偏差为1.3%一1.5%。

(6)污染物鉴别:采用恒能量同步荧光光谱法可以定量测定苯并[a]芘的含量。加标回收率大于85%,相关系数大于0.9995,相对标准偏差为0.86%。利用三维荧光光谱研究PAHs中菲的荧光光谱特性,选择在激发波长255nm、发射波长370nm对菲进行定量分析,菲溶液在5.0-250.0ng/mL的范围内工作曲线呈线性关系,检出限为3.88ng/mL,相对标准偏差为4.23%(n=5),对自来水样品的测定,回收率为90.0%一105.4%。利用苏丹红II和III的荧光现象所建立的同步荧光分析新方法无须预分离,通过选择适当的波长差,只需一次扫描就可以同时测定苏丹红II和III两种物质,检出限分别为14μg/kg和11μg/kg,与国家标准方法(GB/T19681-2005)的检出限(10μg/kg)结果相近。

(7)食品成分分析:采用同步荧光法固定波长差扫描技术,可同时测定功能饮料中维生素B2和B6,检测红葡萄酒中白藜芦醇含量加标回收率达%.8%~97.9%之间。

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