[发明专利]基于太赫兹时域光谱的食用明胶中铬元素定量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及药品中重金属含量检测技术领域，具体而言，涉及一种基于太赫兹时域光谱的食用明胶中铬元素定量检测方法。

背景技术

明胶广泛用于医药、食品、保健品和胶粘剂工业等方面。不同行业对明胶中微量元素铬的含量的控制要求不同。许多研究表明，铬的化合物有毒、能够致癌并诱发基因突变。因此，食用明胶中的微量铬的分析与检测是目前人们关注的焦点问题。为了防止商家在制作胶囊过程中用工业明胶代替药用明胶而危害人民身体建康，严格控制食用明胶中铬的含量势在必行，因此，建立准确、快捷的定量检测明胶中的铬含量的方法十分必要。

各地对食用明胶中铬含量检测均有相应的检测方法和标准，现有的铬含量的检测方法包括原子吸收分光光度法、分光光度法、X射线荧光分析法、电感耦合等离子体质谱法等，但上述方法均存在样品前处理复杂、检测时间长、成本高以及对检测要求高等不足。

太赫兹(Terahertz)波通常是指波长在30um-3mm(0.1THz-10THz)区间的电磁波，其波段位于电磁波谱中微波与红外之间，是宏观电子学向微观光子学过渡的区域，这一波段对物质结构的探索具有重要的意义。许多生物大分子的振动能级均落在THz波段范围，因此，利用不同物质对THz频带的吸收谱线可以分析物质成分，以进行定性鉴别或进行产品质量监控。THz波的光子能量低，不会因为电离而破坏被监测的物质，是一种有效的无损探测方法。但是，目前还没有利用太赫兹波检测食用明胶中铬含量的相关技术。

发明内容

本发明提供一种基于太赫兹时域光谱的食用明胶中铬元素定量检测方法，用以利用太赫兹波检测食用明胶中铬含量。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于太赫兹时域光谱的食用明胶中铬元素定量检测方法，其包括以下步骤：

S1：取N份等量的待测食用明胶样品溶于水中，然后分别注入M_i体积的等浓度铬溶液，搅拌均匀后将样品烘干，得到N份待测样品以及每一待测样品的厚度d_i，其中，每一待测样品为厚度均匀的薄片，1≤i≤N并且i为整数；

S2：利用太赫兹时域光谱系统对N份待测样品以及空白状态分别进行测试，得到N份待测样品在预设频段内的时域太赫兹信号E_isam(j)以及空白状态在预设频段内的时域太赫兹信号Eref(j)；

S3：分别对时域太赫兹信号E_isam(j)和Eref(j)进行傅里叶变换，得到频域太赫兹信号的振幅E_isam(ω)和Eref(ω)以及相位Φ_isam(ω)和Φref(ω)；

S4：分别对每一待测样品，按以下公式(1)～(4)计算样品的吸收系数α(ω)：

Φ(ω)＝Φ_isam(ω)-Φref(ω)(3)

ρ(ω)＝E_isam(ω)/Eref(ω) (4)

其中，ω为角频率，c为光速，d为样品厚度，n(ω)为折射率；

S5：计算出ω分别为1.0THz和1.5THz时每一待测样品的铬含量与吸收系数；

S6：利用最小二乘法计算得到ω分别为1.0THz和1.5THz时铬含量与吸收系数的定量分析模型，其中：

ω为1.0THz时的定量分析模型为：

Y＝aX+b，a＝0.8±0.08，b＝54.4±2.68，

ω为1.5THz时的定量分析模型为：

Y＝aX+b，a＝1.2±0.13，b＝106.7±4.36，

其中，X为铬含量，Y为吸收系数，a和b为线性回归系数；

S7：对于一未知样品，通过步骤S1～S4计算出样品于1.0THz或1.5THz时的吸收系数α(ω)；

S8：根据步骤S6得到的定量分析模型计算该未知样品中的铬含量。

在本发明的一实施例中，于步骤S1中，烘干过程是在60℃恒温烘箱中进行。

在本发明的一实施例中，于步骤S1中，铬溶液为1000ug/ml的铬标准溶液。

在本发明的一实施例中，于步骤S1中，N＝5，M_i分别为10ml、20ml、30ml、40ml以及50ml。

在本发明的一实施例中，于步骤S2中，预设频段为0.5～1.7THz。

在本发明的一实施例中，于步骤S2中，所述太赫兹时域光谱的测试条件为：氮气环境下，温度为20℃，频率范围为0～3.0THz。