鸡蛋、牛奶、奶粉中荧光光谱分析检测方案(分子荧光光谱)

HITACHI 日立Inspire the Next 蛋奶制品的荧光分析 1.概要 蛋奶中含有丰富的脂肪、蛋白质和钙、铁等营养成分，对人体健康至关重要。因此，我们需要采用相关检测技术对蛋奶制品进行质量监控。 荧光分光光度法具有高灵敏度，前处理简单，数据采集便利，光谱信息含量丰富的特征，本文主要介绍使用荧光分光光度计测量不同蛋奶制品的实验案例。 2.蛋奶制品的荧光测量 2.1牛奶的荧光光谱 由于牛奶是不透明的液体，通过使用固体样品支架和比色皿，测量牛奶的表面荧光，可以准确获得未稀释牛奶的荧光特性。 样品：牛奶 附件：固体样品支架 结果与讨论 图1牛奶溶液的测量状态 图2牛奶的三维荧光光谱(未稀释) 从图2的三维荧光光谱中，确定了(i)~(iv)四个荧光指纹峰，其中激发波长位于280nm、发射波长位于 340nm 的荧光指纹(i)是源自蛋白质的氨基酸峰，通过此特征峰来判别牛奶的质量，是否为高蛋白牛奶。 另外，由于储存在容器中的牛奶容易残留在容器壁上，这次我们通过稀释牛奶，模拟洗涤牛奶容器时的漂洗水。浓度为 1mg/L 的牛奶溶液和纯净水的三维荧光光谱如图3和图4所示。两者对比，可以确定牛奶溶液中特征峰(i)的位置。 EM (nm) 图31mg/L牛奶的三维荧光光谱 图4纯净水的三维荧光光谱 日立 固定激发波长280nm，分别测量了浓度范围在 0.1~1mg/L 的牛奶样品和0.1~10mg/L 的牛奶样品在此激发波长处的荧光光谱，将得到的谱图进行叠加，得到图5和图6. 图5稀牛奶溶液(0.1~10mg/L)的荧光光谱 图6低浓度牛奶溶液(0.1~1mg/L)的荧光光谱 通过比较不同浓度下牛奶溶液的荧光光谱，可以看到即使牛奶溶液的浓度为0.1mg/L， 通过荧光分光光度计也可以获取到荧光信号。因此通过测定牛奶容器漂洗水的荧光光谱，能够确认容器是否清洗干净。 2.2鸡蛋的三维荧光光谱测量 日立荧光分光光度计F-7100 具有超高灵敏度和最快扫描速度，，可以检测出鸡蛋不同部位的荧光特征，本次实验测量了鸡蛋中蛋黄液、蛋白液、全蛋液及蛋壳的荧光谱图。 样品：蛋白液、蛋黄液、全蛋液、蛋壳 附件：固体样品支架 将待测样品通过搅拌、静置去除气泡，使用固体样品支架测量这些液体样品的表面荧光。使用两片圆形石英玻璃固定蛋壳，使用固体样品支架测定蛋壳的荧光。 结果与讨论 图7蛋白、蛋黄、全蛋液的三维荧光光谱 图8蛋壳内部、外部的三维荧光光谱 如图是鸡蛋不同部分的三维荧光光谱，可以看出，同一个鸡蛋的不同部分，其荧光特征峰不同。在蛋白的三维荧光光谱中，确定了三个荧光特征峰(1，2，3)，从蛋黄的三维荧光光谱中，除了蛋白中确定的三个峰之外，还出现了另外两个峰(4，5)，同时蛋壳的三维荧光光谱中还确定了峰6。下表显示了不同样品分别在6个特征峰处的荧光强度。 表16个特征峰对应的荧光强度 特征峰 蛋白 蛋黄 全蛋液 蛋壳内 蛋壳外 1.EX：230.0nm EM：330.0 nm 1315 4848 597.5 1787 4338 2.EX：270.0 nm EM：335.0 nm 1898 1543 1843 1722 3928 3.EX：295.0nm EM：335.0 nm 373.4 1864 2403 859.2 1963 4.EX：320.0 nm EM：390.0 nm 11.4 90.62 99.6 158.8 87.64 5.EX ：340.0 nm EM：540.0 nm 2.754 18.07 21.69 184.7 80.43 6.EX：340.0 nm EM ：420.0 nm 1.289 43.1 53.37 40.26 31.27 Science for a better tomorrow 通过使用这六个特征峰的荧光强度，对鸡蛋不同部分的三维荧光光谱进行主成分分析，可以更直观的看出鸡蛋不同部分的荧光特征差异。 图9主成分分析结果 从图中可以看出，蛋壳的内部和外部荧光特征差别较大，蛋黄和全蛋液的荧光特征最接近，行为相似。 2.3奶粉的三维荧光光谱测量 前几年，奶粉中掺杂三聚氰胺的事件再次引起人们对食品安全的关注，不法商人利用三聚氰胺充当蛋白质含量。使用高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)等仪器可以测定三聚氰胺含量，但是这些仪器需要繁琐的前处理技术，耗费时间长。 使用荧光分光光度计，无需任何准备，即可直接测定奶粉、三聚氰胺等粉末样品的三维荧光光谱。 本次实验使用具有高通量的荧光分光光度计 F-7100 测定了奶粉、三聚氰胺粉末、及两者混合粉末的三维荧光光谱。 样品： 奶粉、三聚氰胺粉 附件：固体样品支架 结果与讨论 图10奶粉的三维荧光光谱 图11三聚氰胺粉的三维荧光光谱 图12奶粉与三聚氰胺粉混合的三维荧光光谱 从图中可以看出，奶粉的三维荧光光谱中确认了(i)~(iv)的四个特征荧光峰，从三聚氰胺的三维荧光光谱中确认了(vi)和(v)的荧光峰，，从奶粉和三聚氰胺混合后的三维荧光光谱中显示了这6个特征荧光峰的分布情况。 将三种类型的奶粉和三聚氰胺粉进行混合，分别测定三种类型的奶粉、三聚氰胺、、三种奶粉和三聚氰胺以10：：1的比例混合后的三维荧光光谱。使用表2所示的6个特征荧光峰，对测定的三维荧光光谱进行主成分分析。 表2荧光波长与荧光强度的关系 奶粉1 奶粉2 奶粉3 三聚氰胺 奶粉1(混合) 奶粉2(混合) 奶粉3 (混合) (i)290.0/330.0 5432 6931 8570 3143 5309 6824 8139 (ii)330.0/410.0 1743 2160 1734 1313 1713 2106 1696 (iii)420.0/520.0 544.7 667.5 517.1 30.29 502.4 575.4 453.0 (iv) 350.0/515.0 571.9 604.5 518.6 46.99 538.5 563.9 426.2 (v) 265.0/360.0 2209 2939 3206 9505 3166 3690 4021 (vi) 320.0/360.0 863 1303 1104 6906 978.4 1363 1228 Science for a better tomorrow 图13主成分分析结果 从主成分分析结果可以看出，与纯奶粉相比，混合了三聚氰胺之后的三种奶粉的得分向三聚氰胺方向移动，因此通过主成分分析，可以判定奶粉是否掺杂了三聚氰胺。 3..总结 在蛋奶制品中，对于不透明的样品溶液和固体粉末，可以通过使用固体样品支架和荧光分光光度计实现样品表面荧光的测量。日立荧光分光光度计 F-7100具有超高扫描速度和高灵敏度，无需复杂的样品前处理，可以快速无损的获取蛋奶制品的荧光光谱。 Science fora better tomorrow日立高新技术(上海)国际贸易有限公司北京分公司咨询电话：       蛋奶中含有丰富的脂肪、蛋白质和钙、铁等营养成分，对人体健康至关重要。因此，我们需要采用相关检测技术对蛋奶制品进行质量监控。     荧光分光光度法具有高灵敏度，前处理简单，数据采集便利，光谱信息含量丰富的特征，本方案主要介绍使用荧光分光光度计测量不同蛋奶制品的实验案例。结果证明，日立荧光分光光度计F-7100具有超高扫描速度和高灵敏度，无需复杂的样品前处理，可以快速无损的获取蛋奶制品的荧光光谱。