[发明专利]基于拉曼光谱的头孢类抗生素混合溶液的浓度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及拉曼光谱检测领域，尤其涉及一种拉曼光谱对头孢菌素类抗生素溶液浓度的检测方法。

背景技术

拉曼散射，又称拉曼效应，是光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起的频率发生变化的散射。拉曼光谱能提供有关化学物质的组成和分子结构的定性和定量方面的信息。物质拉曼光谱的谱带数目、频率位移、谱带强度和形状等都直接与分子的振动及转动相关联，拉曼散射普遍存在于一切分子中，无论是气体、液体或固体，有机物或无机物。这使得拉曼光谱具有定性分析并对相似物质进行区分的功能。拉曼光谱的峰强度与相应分子的浓度成正比，这是拉曼光谱进行定量分析的基础。拉曼光谱定量分析具有独到之处，不用进行前处理，不用进行样品的特别制备，在原始状态下进行快速无损的检测，可对多组分样品进行分析，对固体、气体、液体都能进行分析；抗水的干扰性比红外光谱强，可提供生物活性样品在水相中的可靠信息。

抗生素药物是广泛用于治疗各种微生物感染性疾病的抗菌药物，它在防治细菌等微生物感染性疾病方面起着不可替代的重要作用。近年来，由于经济利益的驱动，不合理地使用和滥用饲料添加剂的情况经常发生，造成抗生素在动物组织中的残留，并通过食物链进入人体，已经对人类的健康构成了严重的威胁。抗生素对人体存在很多副作用，例如：青霉素类抗生素的神经系统毒性反应，头孢菌素类抗生素的肝肾毒性反应，四环素类抗生素的胃肠道不适反应等。抗生素残留会导致人体内产生耐药性菌株，造成人体内的菌群失调，使人的免疫力降低，严重时可危及病人生命。发展能够快速、准确检测抗生素溶液浓度的拉曼光谱检测方法，实现对抗生素残留的检测，以期为食品质量安全检测提供参考。

目前的头孢菌素类抗生素溶液检测方法有微生物测定法，高效液相色谱法，紫外分光光度法，荧光分析，近红外光谱分析等。这些方法操作繁琐，测试费用高，分析时间长，不能用于在线测量。拉曼光谱测量技术快速准确，无需样品制备，且水的拉曼散射非常弱，适用于水溶液的测量，因此在抗生素残留分析中得到广泛应用。现今对头孢菌素类抗生素混合溶液的拉曼光谱检测还鲜见报道。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种基于拉曼光谱的头孢类抗生素混合溶液的浓度检测方法，利用拉曼光谱与多元校正方法相结合的方法对头孢菌素类抗生素混合溶液浓度进行检测。该方法快速、准确，有效解决了现有技术存在的局限，对快速实现食品安全检测和实时监控具有重要意义。

为了解决上述技术问题，本发明基于拉曼光谱的头孢类抗生素混合溶液的浓度检测方法，包括如下步骤：

步骤一：测取已知浓度的校正集头孢类抗生素混合溶液的拉曼光谱；

步骤二：运用平滑、求导、多元散射校正、标准正态变量变换中的一种或多种方法对步骤一测取的拉曼光谱进行预处理；

步骤三：通过偏最小二乘法对经过步骤二预处理后的头孢类抗生素混合溶液拉曼光谱与浓度进行处理，获得经过校正的预测模型；

步骤四：获得待测头孢类抗生素混合溶液的拉曼光谱，并运用平滑、求导、多元散射校正、标准正态变量变换中的一种或多种方法对该待测头孢类抗生素混合溶液的拉曼光谱进行预处理；

步骤五：将上述步骤四中预处理后的拉曼光谱输入预测模型，从而得到头孢类抗生素混合溶液的浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

将拉曼光谱和多元校正方法相结合测量溶液中抗生素含量的方法，与传统检测方法相比测量精度高、测量时间短、测量装置灵敏度高、检测范围广、且对样品无损耗。拉曼光谱检测装置输出直接与计算机联用，可以实时在线检测，便于实现抗生素溶液浓度的监控。

附图说明

图1是本发明基于拉曼光谱的头孢菌素类抗生素检测方法流程图；

图2是本发明中测取拉曼光谱所用的装置；

图3a是预处理前的光谱；

图3b是通过SNV方法预处理后的光谱；

图4a是头孢曲松（CRO）模型浓度预测结果示意图；

图4b是噻孢霉素（CTX）模型浓度预测结果示意图；

图4c是头孢唑林钠（COL）模型浓度预测结果示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

本发明中所述头孢类抗生素包括头孢曲松（CRO）、噻孢霉素（CTX）、头孢唑林钠（COL），具有抗菌作用强、耐青霉素酶、临床疗效高、毒性低等优点，被广泛应用于治疗动物细菌感染。

如图1所示，本发明基于拉曼光谱的头孢类抗生素混合溶液的浓度检测方法，包括以下步骤：