[发明专利]酒中二氧化硫高通量SERS在线检测方法

说明书

本发明属于纳米传感技术领域，具体为一种酒中二氧化硫高通量SERS在线检测方法。其包括以下步骤：(1)采用柠檬酸钠还原法制备金纳米颗粒，表面修饰4‑MPy，制备功能化4‑MPy‑AuNPs拉曼探针；(2)将碘单质、淀粉、甲醇、4‑MPy‑AuNPs按比例混合制备卡尔费休试剂；(3)将卡尔费休试剂与酸化酒样在微反应器中进行卡尔费休反应；(4)利用便携式拉曼探头对流体管路采集光谱，检测酒中SO₂；本发明通过卡尔费休反应引入金纳米颗粒用于SERS基底材料，同时基于微通道连续化技术，利用在线SERS平台，实现高通量连续检测酒中二氧化硫含量。本发明方法具有实时化、在线化、对样品无污染、稳定性高等优点。

技术领域

本发明属于拉曼光谱分析检测技术领域，具体的说，涉及一种酒中二氧化硫高通量SERS在线检测方法。

背景技术

在食品行业中，二氧化硫因具有漂白、抗氧化和抑菌防腐等作用，被广泛用作食品添加剂。二氧化硫在食品中主要有两种存在形式，一种是游离态的二氧化硫或者亚硫酸盐，另一种是与某些醛、酮和糖分子相结合，以结合态的二氧化硫存在。在发酵酒生产工艺中，亚硫酸盐通常作为防腐剂，造成酒产品中有不同含量的二氧化硫残留存在，当过量的二氧化硫存在时，对人的心脏、肺功能等造成极大的伤害。同时国家强制性对红葡萄酒中二氧化硫含量的250mg/L的限量标准，因此开发检测酒中二氧化硫的方法有重要意义。

目前二氧化硫的检测方法主要有蒸馏-碘量法、盐酸副玫瑰苯胺比色法等方法，但这些方法存在蒸馏过程复杂、测定时间较长和灵敏度低等缺陷，更重要是葡萄酒中本身颜色对比色法产生干扰，造成假阳性或者假阴性的误差，使测定结果不精确。因此，急需要开发出一种快速方便、灵敏度高的检测技术。

近年来，一种基于贵金属基底的表面增强拉曼(SERS)光谱技术引起了研究者的广泛兴趣。SERS技术由于其高灵敏度、无破坏性、快速便捷等优点，被广泛用于检测生物分子、食品添加剂、金属离子等领域。因此，SERS技术对于原位实时检测二氧化硫提供重要思路。同时微通道反应技术由于快速传质传热特点，增加反应效率，被用作加快反应效率，提供连续化检测平台，对于大批量检测酒中二氧化硫的含量有重要意义。因此基于微反应器中进行卡尔费休反应，通过SERS平台技术在线检测二氧化硫含量，具有分析速度快、检测灵敏度高等特点，为建立实时、快速、高选择性的酒中二氧化硫检测提供了重要的应用价值。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供一种酒中二氧化硫高通量SERS在线检测方法；本发明通过卡尔费休试剂中修饰拉曼增强AuNPs材料，酸化酒会产生二氧化硫分子，以微通道技术将试剂与酒样充分发生卡尔费休反应，造成探针分子对巯基吡啶发生变化，输送至在线SERS检测平台，可连续化、实时化检测探针分子的变化，以对巯基吡啶分子为传感，达到酒中二氧化硫的定性与定量检测分析，这对于批量化样品连续检测分析有重要意义。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种酒中二氧化硫高通量SERS在线检测方法，其采用微通道反应器和在线SERS平台进行检测；其中微通道反应器由两个恒流泵和一个微反应器组成；在线SERS平台由玻璃样品台和便携式拉曼仪器组成，具体步骤如下：

(1)在金纳米颗粒AuNPs表面修饰对巯基吡啶4-MPy，制备功能化4-MPy-AuNPs拉曼探针；

(2)将碘单质、淀粉、甲醇和功能化4-MPy-AuNPs拉曼探针按摩尔比1:1:1:1混合制备卡尔费休试剂；

(3)通过恒流泵将卡尔费休试剂与酸化待测酒样输送至微反应器，进行卡尔费休反应；(4)利用便携式拉曼仪器的探头采集流体管路的光谱，实现对酒中二氧化硫的在线检测。

本发明中，步骤(1)中，金纳米颗粒AuNPs通过柠檬酸还原法制备得到，金纳米颗粒AuNPs的平均粒径在40-55nm之间。