金纳米粒子荧光增强法测定食用油中PG的研究

李满秀，任光明，王苗苗，孙 越，贾 佳

(忻州师范学院 化学系，山西 忻州 034000)

没食子酸丙酯(PG)亦称棓酸丙酯，是食品工业中常用的抗氧化剂，我国GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》规定：PG用于含油脂食品中最大使用量为0.1 g/kg(以油脂中的含量计)。研究表明，过量使用PG会对人体健康造成危害[1]，如导致肾脏受损或引起接触性皮炎等。因此，对PG的定量检测非常必要。目前,测定PG的方法主要有高效液相色谱法[2-4]、液质联用法[5-6]、化学发光法[7]和分光光度法[8-10]等，使用金纳米荧光法测定PG的应用未见报道。

金纳米粒子(AuNPs)是近年来推出的新型纳米材料，因其制备方法简单及独特的光学性质受到普遍关注[11-12]，在化学及生物医学等领域应用广泛[13-15]。本实验采用聚乙烯亚胺作保护剂，利用THPC还原氯金酸制备了一种稳定性好，发光强度高的金纳米溶液。根据PG增强金纳米溶液的荧光强度，建立了快速测定痕量PG的新方法，并成功用于食用油中PG的测定，可为食用油中PG的测定提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

氯金酸、PG，国药集团化学试剂有限公司；THPC((CH2OH)4PCl)，梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；聚乙烯亚胺，阿拉丁试剂(上海)有限公司；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠、乙酸铵，天津市福晨化学试剂厂；福临门花生油、神池胡麻油，本地超市购买。所用试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。

F-4600型荧光分光光度计，日本日立公司；UV-2550型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；pHS-3B型酸度计，上海精密科学仪器有限公司；85-2型恒温磁力搅拌器，上海司乐仪器厂；AL-204电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 AuNPs的制备[16]

在100 mL小烧杯中依次加入45 mL水、0.5 mL 1 mol/L NaOH溶液、1 mL THPC搅拌5 min，再加入1.5 mL 1 mmol/L的氯金酸搅拌15 min，然后滴加25滴聚乙烯亚胺，搅拌30 min，溶液呈金黄色,室温避光放置片刻，将AuNPs溶液转移到容量瓶中，于4℃避光保存。

1.2.2 AuNPs溶液紫外和荧光光谱测定

取1 mL稀释10倍的AuNPs原液于10 mL比色管，再取1 mL稀释10倍的AuNPs原液和1 mL 0.21 μg/mL PG于另一10 mL比色管，均加入2 mL pH 7.8的磷酸盐缓冲液后用超纯水定容，分别测定其紫外和荧光光谱。

1.2.3 PG含量的测定

取10 mL比色管，依次加入1 mL稀释10倍的AuNPs原液、1 mL 0.21 μg/mL PG溶液、2 mL pH 7.8的磷酸盐缓冲液，用超纯水定容。25℃反应20 min后,在激发波长333 nm下，测定380 nm处的荧光强度(激发和发射狭缝宽度均为10 nm)。

1.2.4 样品处理

称取10 g食用油样品，用100 mL石油醚溶解，移入分液漏斗中，加20 mL乙酸铵溶液(16.7 g/L)振摇2 min，静置分层，将水层放另一分液漏斗中，石油醚层再用20 mL乙酸铵溶液(16.7 g/L)重复提取两次，合并水层。石油醚层用水振摇洗涤两次，每次15 mL，水洗涤液并入同一分液漏斗中，振摇静置。将水层通过干燥滤纸滤入100 mL容量瓶中，用少量水洗涤滤纸，加2.5 mL乙酸铵溶液，加水至刻度，摇匀。将此溶液用滤纸过滤，弃去初滤液的20 mL，收集滤液供测定用。

2 结果与讨论

2.1 AuNPs的光谱表征

AuNPs及AuNPs与PG作用的荧光光谱如图1所示。

注：1、2分别表示AuNPs的荧光激发、发射光谱;3、4分别表示AuNPs+PG的荧光激发、发射光谱。

图1 AuNPs及AuNPs与PG作用的荧光光谱

由图1可知，AuNPs的荧光激发波长在375 nm，发射波长在513 nm。于pH 7.8的磷酸盐缓冲液，加入PG后，荧光发生明显蓝移且强度显著增强，其激发波长变为333 nm，发射波长变为380 nm。

AuNPs的紫外吸收光谱见图2。

图2 AuNPs的紫外吸收光谱

由图2可知，最大吸收波长为373 nm，证明制备的产物为AuNPs。

2.2 PG测定条件的优化

2.2.1 缓冲体系pH的影响

在缓冲体系pH分别为5.8、6.2、6.6、7.0、7.4、7.8、8.0的条件下测定体系的荧光强度，结果见图3。

图3 pH对体系荧光强度的影响

由图3可知，加入pH 7.8的磷酸盐缓冲溶液条件下，体系最稳定，PG对AuNPs的荧光增强作用最好。实验选择pH 7.8的磷酸盐缓冲溶液为反应介质。

2.2.2 反应时间的影响

在反应时间分别为10、20、30、40、50、60 min条件下测定荧光强度，结果见图4。

图4 反应时间对体系荧光强度的影响

由图4可知，在不同反应时间，体系的荧光强度基本不变。实验选择反应时间为20 min。

2.2.3 反应温度的影响

分别将反应温度控制在15、25、35、45、55、65℃，测定荧光强度，结果见图5。

图5 反应温度对体系荧光强度的影响

由图5可知，随着反应温度的升高，体系的荧光强度不断降低。综合考虑，选择反应温度为25℃。

2.2.4 AuNPs溶液浓度的影响

AuNPs溶液浓度会影响PG检测的灵敏度和线性范围，实验探究了不同浓度AuNPs溶液对PG检测效果的影响。分别将AuNPs原液稀释不同倍数进行实验，结果发现将AuNPs原液稀释10倍时，检测效果最好。实验选择AuNPs原液稀释10倍后使用。

2.3 干扰实验

基于PG质量浓度为0.21 μg/mL，在优化实验条件下考察了常见离子及糖类物质对体系测定的影响(相对误差在±5%范围内)。结果表明，下列共存物质的允许量如下(以PG质量浓度的倍数计)：K+、Na+500倍；Ca2+300倍;Mg2+200倍；Al3+10倍；Cu2+25倍；Fe3+5倍；葡萄糖、果糖 1 000倍;维生素C、淀粉 100倍。

2.4 工作曲线、检出限及精密度

配制PG系列(0.02、0.04、0.06、0.08、0.21、0.42、0.64、0.85、1.06 μg/mL)标准工作溶液，在最佳实验条件下测定体系的荧光强度，以PG的质量浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标绘制标准曲线，结果见图6。

图6 PG标准曲线

由图6可知，在0.02～1.06 μg/mL范围内，PG质量浓度与AuNPs体系荧光强度呈良好的线性关系，线性方程为y=3 096.8x+121.16，相关系数(R2)为0.999 3。以3倍标准偏差计算本法对PG测定的检出限为9.7×10-3μg/mL。平行测定10组质量浓度为0.21 μg/mL的PG溶液，其相对标准偏差为1.3%。

2.5 样品加标回收率测定

采用加标回收法测定两种食用油(花生油，胡麻油)样品中PG含量，加入3种不同质量浓度的PG标准溶液平行测定5组，计算回收率，同时采用光度法(GB/T 5009.32—2003)进行对照实验，结果如表1所示。

由表1可以看出，两种方法测定值基本一致，该方法的加标回收率为92.1%～104.1%，说明该方法准确可靠，能用于实际样品中PG含量的测定。

表1 样品加标回收率

3 结 论

本文以AuNPs与食用油中的PG相互作用，在优化条件下建立一种以AuNPs为荧光探针测定PG含量的新方法。得到检测PG的最佳条件为：缓冲体系pH 7.8，反应时间20 min，反应温度25℃，AuNPs原液稀释10倍。在最佳条件下，PG与金纳米体系荧光强度在0.02～1.06 μg/mL范围内呈良好的线性关系，相关系数(R2)为0.999 3，检出限为9.7×10-3μg/mL。该方法用于食用油中PG的检测，加标回收率为92.1%～104.1%。该方法灵敏度高、选择性好、操作简单、线性范围宽，在食用油中PG含量测定方面具有较好应用价值。