表面增强拉曼光谱法检测抗氧化剂BHA、BHT的研究

发布时间：2017-05-28 08:11

  本文关键词：表面增强拉曼光谱法检测抗氧化剂BHA、BHT的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：酚类抗氧化剂BHA和BHT作为常用的人工合成抗氧化剂，常用于食用油、油脂类食品以及塑料包装材料中，能够保护食用油或塑料免受氧化损伤而变质，但是过量使用会对人体造成严重危害。为了及时了解使用情况、保障消费者的安全，开发这两种物质的快速检测技术有重要意义。表面增强拉曼光谱法（SERS）作为近些年广泛应用的快速检测技术，以其高灵敏度、高分辨率等优点正越来越多地应用到食品添加剂的检测上，本文的主要目的是应用SERS技术建立抗氧化剂BHA和BHT的快速检测方法。 首先，采用密度泛函理论和Gaussian03软件对BHA和BHT分子进行结构优化和拉曼光谱的理论计算，计算得到两物质分子的理论拉曼光谱，并将其与固体标准品实验拉曼光谱对比，得到较好的匹配度，进而对所得拉曼峰的振动归属进行了指认，并结合本研究所得的SERS结果，进一步分析了BHA、BHT的SERS增强机理及两种分子在纳米金表面的吸附方式，发现BHA分子的拉曼信号增强为电磁增强模型和化学增强模型共同作用的结果，而BHT分子则以电磁增强模型为主、化学增强模型为辅，BHA、BHT两分子都是以Au-O键合方式吸附于纳米金表面。 其次，优化了运用SERS方法对BHA和BHT进行快速检测的各项实验条件：1、分别比较了纳米金溶胶、纳米银溶胶、滤膜-纳米金复合基底和整体柱-纳米金复合基底这四种SERS增强基底的增强效果，最终选择纳米金溶胶作为SERS基底；2、对不同粒径的纳米金溶胶进行比较和筛选，筛选出效果较好的粒径50nm的金溶胶并对其进行表征；3、比较了不同有机溶剂对两物质SERS增强效果的影响，最终选定了甲醇作为最佳溶剂，结合各自的紫外-可见光谱分析表明其产生不同影响的原因是不同溶剂对纳米金溶胶的凝聚效果不同；4、研究了检测时所选用的检测载体、纳米金溶胶与待测溶液的体积比和吸附等待时间对SERS增强效果的影响，，发现使用锡箔纸作为载体，纳米金溶胶与待测液体积比10:2，吸附时间为14min时可以得到最佳增强效果。 最后，根据理论计算光谱、固体标准品实验拉曼光谱和SERS结果，确定了BHA的定性峰为420和480cm~(-1)，BHT的为464、556和766cm-1；建立了SERS检测方法，分别选择了480cm~(-1)特征峰为BHA的定量峰，766cm-1特征峰为BHT的定量峰，制定了标准曲线并将其应用于实际样品检测，线性方程分别为y=4.3254x+374.41，R~2=0.9803；y=236.06x-220.3，R~2=0.9761；检测限均为10μg/mL。同时，用国标法的高效液相色谱法对比了实际样品的SERS检测结果，具有很好的一致性，相关系数r分别达到0.9993和0.9997，本研究结果表明SERS技术有望应用于BHA和BHT的快速定性筛查及初步定量检测。
【关键词】：表面增强拉曼光谱（SERS） 密度泛函理论（DFT） 纳米金溶胶 BHA BHT 定量检测
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TS207.3;O657.37
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 1 引言7-17
• 1.1 酚类抗氧化剂 BHA 和 BHT 的性质与用途7-9
• 1.1.1 BHA 的理化性质与毒性7
• 1.1.2 BHT 的理化性质与毒性7-8
• 1.1.3 酚类抗氧化剂 BHA 和 BHT 的主要用途和使用规范8-9
• 1.2 酚类抗氧化剂 BHA、BHT 的现有检测方法及检测限9-11
• 1.2.1 气相色谱法和气质联用法9-10
• 1.2.2 液相色谱法和液质联用法10
• 1.2.3 毛细管电泳法10-11
• 1.3 表面增强拉曼光谱（SERS）11-15
• 1.3.1 拉曼光谱简介11
• 1.3.2 表面增强拉曼光谱法简介11-12
• 1.3.3 增强基底的发展现状12-13
• 1.3.4 密度泛函理论13-14
• 1.3.5 SERS 的应用14-15
• 1.4 立题背景、意义及主要内容15-17
• 2 材料与方法17-23
• 2.1 实验材料、试剂与设备17
• 2.1.1 实验材料、试剂17
• 2.1.2 主要设备17
• 2.2 拉曼光谱仪参数设定17
• 2.3 SERS 增强基底的制备17-18
• 2.3.1 纳米金溶胶17-18
• 2.3.2 纳米银溶胶18
• 2.3.3 整体柱-纳米金溶胶18
• 2.3.4 滤膜-纳米金溶胶基底18
• 2.4 纳米金溶胶的紫外-可见光谱表征18
• 2.5 溶剂对抗氧化剂 BHA、BHT 的 SERS 增强效果影响18
• 2.6 BHA、BHT 检测条件的研究18-19
• 2.6.1 待检测体系载体的选择18
• 2.6.2 BHA、BHT 与增强基底混合体系中的溶液配比18-19
• 2.6.3 纳米金溶胶放置时间和吸附时间的影响19
• 2.7 BHA、BHT 拉曼光谱的密度泛函理论计算19
• 2.8 SERS 检测 BHA、BHT 方法的建立19
• 2.9 植物油和食品包装材料中 BHA、BHT 的提取及 SERS 检测19-20
• 2.9.1 塑料包装材料中抗氧化剂 BHA、BHT 的提取19
• 2.9.2 食用植物油中抗氧化剂 BHA、BHT 的提取19-20
• 2.9.3 拉曼检测及定量方法20
• 2.10 BHA、BHT 的 HPLC-UV 检测20-21
• 2.10.1 仪器条件设置20
• 2.10.2 BHA、BHT 标准曲线20
• 2.10.3 包装材料中 BHA、BHT 的色谱分析与 SERS 对比20-21
• 2.11 数据处理21-23
• 3 结果与讨论23-47
• 3.1 BHA 和 BHT 的理论拉曼光谱计算及振动模式归属指认23-27
• 3.1.1 BHA 分子的理论拉曼光谱计算及振动模式归属指认23-25
• 3.1.2 BHT 分子的理论拉曼光谱计算及振动模式归属指认25-27
• 3.2 SERS 增强基底的选择27-30
• 3.2.1 BHA 和 BHT 的 SERS 检测必要性27
• 3.2.2 几种 SERS 增强基底的比较27-29
• 3.2.3 不同粒径纳米金溶胶的比较29-30
• 3.2.4 纳米金溶胶的稳定性30
• 3.3 溶剂的影响30-34
• 3.3.1 不同溶剂对 BHA、BHT 的 SERS 增强效果的影响30-33
• 3.3.2 不同溶剂增强机理的讨论33-34
• 3.4 优化 BHA 和 BHT 甲醇溶液的 SERS 检测条件34-39
• 3.4.1 不同检测载体34-35
• 3.4.2 纳米金溶胶与待测溶液的体积比35-37
• 3.4.3 吸附等待时间37-39
• 3.5 对 SERS 增强机理的探讨39-42
• 3.6 BHA 和 BHT 的 SERS 定性定量方法的建立以及实际样品检测42-47
• 3.6.1 对抗氧化剂 BHA 和 BHT 的 SERS 定性定量方法的建立42-43
• 3.6.2 实际样品 SERS 检测与 HPLC 方法的比对43-47
• 主要结论与展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-56
• 附录 1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文56-57
• 附图57-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李秀勇;牟峻;刘惠涛;胡之德;;超高效液相色谱-质谱法测定油脂中的10种抗氧化剂[J];分析化学;2008年03期

2 胡家文,赵冰,徐蔚青,谢玉涛,樊玉国,李伯符,王华;水汽界面二维银颗粒表面上的单分子拉曼光谱检测[J];高等学校化学学报;2002年01期

3 向前;;毛细管电泳分析食品中酚类抗氧化剂[J];长春工程学院学报(自然科学版);2009年01期

4 高书燕;张树霞;杨恕霞;张洪杰;;表面增强拉曼散射活性基底[J];化学通报;2007年12期

5 夏春;;固相萃取-高效液相色谱法测定炒货食品中抗氧化剂[J];理化检验(化学分册);2010年12期

6 林春晓;李行方;叶泽群;;气相色谱法检测食用植物油中多种抗氧化剂方法研究[J];中国热带医学;2009年07期

7 李涛,余旭亚,陈朝银,赵声兰;抗氧化剂的研究与应用现状[J];食品研究与开发;2003年02期

8 张红雨,陈德展;酚类抗氧化剂清除自由基活性的理论表征与应用[J];生物物理学报;2000年01期

9 林春晓,付斌,叶泽群,文素娟,张尼芳;气相色谱法检测食用油脂中BHA、BHT的两种前处理方法学研究[J];实用预防医学;2005年03期

10 薛丽君,金中初,夏小俊,陈维亚,李红娟,薛旦,梅汝焕;抗氧化剂和低氧诱导醌氧化还原酶1基因的表达及其机制[J];卫生毒理学杂志;2005年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王彦华;分子振动及溶剂环境对分子材料光学性质影响的理论研究[D];山东师范大学;2006年

2 徐抒平;胶体金光谱性质研究及其在免疫检测方面的应用[D];吉林大学;2006年

3 刘莎莎;表面增强拉曼光谱化学增强的理论研究[D];大连理工大学;2009年

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本文编号：402242