[发明专利]一种基于LIBS技术的水产品中重金属检测的信号增强方法

说明书

本发明公开一种基于LIBS技术的水产品中重金属检测的信号增强方法，本方法采用基底辅助结合纳米颗粒增强的方式，将新鲜的水产品匀浆，采用盐酸对样品内重金属元素进行提取，经超声振荡并离心后分离出上清液，将上清液滴在表面覆了纳米颗粒层的玻璃基底上，烘干，形成待测样品，优化LIBS检测的实验参数，对待测样品进行光谱采集分析。本方法通过固体‑液体‑固体的物态转化，将新鲜水产品的LIBS检测转化为对基底上沉积样品的检测，并结合了纳米颗粒增强的方法，在普通LIBS实验系统下实现对水产品重金属检测的显著增强，提高检测灵敏度，满足水产品中痕量有毒重金属的检测需求。

技术领域：

本发明属于光谱检测技术领域，具体涉及一种基于LIBS技术的水产品中重金属检测的信号增强方法。

背景技术：

海洋中储藏着丰富的生物资源，随着渔业技术的发展和进步，世界各地区的水产品消费指数日益增加，科学家们更是将海洋视为未来的粮仓。与陆地肉禽类动物相比，水产类生物提供的营养元素与人体所需基本元素的组成相接近，更容易被人体吸收和消化，其营养饱和值要低得多，具有更高的营养和药用价值。与此同时，人们也越来越关注食品消费带来的饮食安全和健康风险问题，有关水产品中有毒元素含量的研究受到了极大的关注。由于生长在复杂多样的海洋环境里，海洋生物更容易受到环境污染和生物富集的影响，其体内可能会蓄积重金属、微量元素和持久性有机污染物等有毒物质，这些物质会通过食物链富集流入人体，对人体多个器官产生破坏作用。各类水产品中重金属元素超标现象时有发生。

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种基于激光诱导等离子体原子发射光谱的元素分析技术，与传统分析方法相比，它具有检测速度快、无需(或少量)样品预处理、能对多种元素同时分析及可现场检测等优势，目前已广泛应用于固体、液体和气体等多种性质诸多领域的物质探测。在食品分析方面，关于LIBS的研究主要集中在元素成分分析、污染物分析和掺假检测等方面。专利CN2019111383664公开了一种基于激光诱导击穿光谱技术的水产品中磷元素含量的快速检测方法，实现了水产品中磷元素的快速检测。而有毒重金属元素在水产品中的含量较少，属于痕量水平，难以直接采用上述方法检测。根据GB2762—2017《食品中污染物限量》规定，对于鲜、冻鱼类，铅的限量标准为0.5mg/kg，镉的限量标准为0.1mg/kg。由于LIBS本身灵敏度相对较低导致检出限较高的问题，针对于铅、镉等重金属元素，传统LIBS方法的检出限不能够满足国家限量标准的检测需求。目前，已有一些激光诱导击穿光谱信号增强的方法。专利CN110702667A在进行激光诱导击穿光谱检测时，使用微等离子体作为辅助激发源，与激光同时作用在待测样品表面，实现LIBS信号增强。专利CN109507171A采用氩气辅助表面增强激光诱导击穿光谱技术，借助氩原子存在激发能态较低的亚稳态，容易电离产生电子的优势，增加电子数密度，提高等离子体的发射光谱强度，改善表面增强激光诱导击穿光谱技术的检测限。专利CN109557082A采用原位多次制样辅助表面增强激光诱导击穿光谱技术，即在第一次制备的圆形分析层范围内循环多次滴加待测液滴，并进行干燥，增加了固定面积内的待测元素的浓度，提高LIBS信号强度，降低对待测元素的检测限。本发明欲从另一个角度实现水产品中重金属元素的LIBS检测信号增强。

发明内容：

本发明目的在于设计一种基于LIBS技术的水产品中重金属检测的信号增强方法，提高检测灵敏度，在普通LIBS实验系统下实现对水产品中痕量重金属的检测，解决现有LIBS技术难以直接应用于水产品痕量重金属检测的难题。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种基于LIBS技术的水产品中重金属检测的信号增强方法，采用基底辅助结合纳米颗粒增强的方式，将新鲜的水产品匀浆，采用盐酸对样品内重金属元素进行提取，经超声振荡并离心后分离出上清液，将上清液滴在表面覆了纳米颗粒层的玻璃基底上，烘干，形成待测样品，优化LIBS检测的实验参数，对待测样品进行光谱采集分析。

优选地，所述盐酸的酸度为pH＝1，样品与盐酸的质量比为1:5。