本发明属于生物技术领域，尤其是涉及了一种快速、无损鉴定蚕丝制品及含量的方法。
背景技术
蚕丝除了在纺织工业中作为丝绸服饰的原料之外，在食品、化工、生物医药等领域也有着重要的用途。由于蚕丝蛋白价格较其它天然或者合成纤维昂贵，因此市场上常有不法商贩将其它天然纤维(如棉花等)或者合成纤维(如涤纶、锦纶等)参杂或者完全当着蚕丝纤维出售，严重扰乱市场秩序，侵害消费者权益。此外，考古遗址常常有纺织残留物出土，需要对其进行定性和定量。如何快速、无损、简单地对纺织残留物进行鉴定及定量在考古研究中受到越来越广泛的关注和研究。因此开发出一种针对蚕丝制品进行特异性鉴别的方法具有很大的应用前景。
常见的鉴定蚕丝制品的方法有燃烧法、高效液相色谱法、红外光谱鉴定法等。燃烧法是广而周知的一种鉴定蚕丝纤维的方法，但该方法特异性不强，对人员要求较高，因此存在很大的误判性，还存在损失蚕丝纤维的缺点。高效液相色谱法是将蚕丝纤维先在高浓度盐离子中溶解成水溶液，再通过高效液相色谱仪对蚕丝溶液进行分子量的鉴定，该方法也存在特异性不强，需要破坏蚕丝制品的缺点。红外光谱鉴定法与高效液相色谱法一样会存在特异性不强，需要损坏样品以及操作复杂的缺点。综上所述，时至今日还没有一种简单、快速、无损的方法能够对蚕丝制品或者蚕丝材料进行鉴定以及定量。
技术实现要素：
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种快速、无损鉴定蚕丝制品及含量的方法，以蚕丝材料为目标物，不经过任何处理，利用商业化的可视化激光拉曼光谱仪对目标物进行单点扫描或者成像扫描，得到单个或者一系列拉曼图谱；再与标准图谱进行对比，从而鉴定拟鉴定物是否为蚕丝制品。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明的快速、无损鉴定蚕丝制品及含量的方法包括如下步骤：
1)使用可视化激光拉曼光谱仪对拟鉴定物进行单点扫描或者成像扫描，得到单个或者一系列拉曼图谱；
2)将步骤2)得到的拉曼图谱与蚕丝标准图谱进行对比鉴定拟鉴定物是否为蚕丝制品。
所述步骤2)中蚕丝标准图谱的峰值范围含有3058-3062cm-1、2932-2936cm-1、2875-2880cm-1、1662-1668cm-1、1446-1452cm-1、1228-1231cm-1、1081-1086cm-1、851-855cm-1，其中强特征峰的峰值范围为3058-3062cm-1、1662-1668cm-1、1446-1452cm-1、1228-1231cm-1、1081-1086cm-1；所述步骤1)得到的拉曼图谱中出现了至少四个位于蚕丝标准图谱的不同种峰值范围中的峰值，或者出现了至少三个位于蚕丝标准图谱的不同种强特征峰范围中的峰值，且拟鉴定物峰型特征与蚕丝标准图谱相似，即判定拟鉴定物为蚕丝制品或者含蚕丝原料。
所述扫描时的扫描参数包括激光功率、曝光时间、扫描次数、像素和总扫描时间。
所述扫描时的扫描参数设定为：激光功率1-8mw，曝光时间1-100hz，扫描次数1-300次，像素0.2-2μm。
所述步骤2)中得到的拟鉴定物拉曼图谱与所述步骤1)中的蚕丝标准图谱进行比较与消减测定拟鉴定物中的蚕丝含量。
所述步骤2)中蚕丝标准图谱是由对吐出的蚕茧进行缫丝得到丝纤维，将丝纤维放置在拉曼光谱仪中进行测试获得的。
所述步骤2)中的拟鉴定物包括蚕丝织品、蚕丝文物、蚕丝材料、蚕丝艺术品。
可视化激光拉曼光谱仪是分析物质组分﹑结构等的一种有效光谱分析手段，其原理是由于入射激光会引起待测物的分子产生振动，致使散射光频率发生变化，对散射光的分析即为拉曼光谱分析。由于蚕丝蛋白分子组成的唯一性，可通过可视化激光拉曼光谱仪(如激光共焦拉曼光谱仪)对蚕丝制品进行快速、原位、可重复和无损的检测，并可探测蚕丝分子的组分、结构及相对含量等有效信息，从而达到简单、快速、无损鉴定蚕丝制品的目的。
本发明的有益效果：
1)快速：本发明不需要对样品做任何的前处理，约0.5分钟即可得到光谱图，且不需要对获得结果进行复杂的数据分析；
2)无损：本发明不需要对样品做任何处理，不破坏原样品，可以直接将样品放入拉曼光谱仪进行单点检测；
3)特异性强：本发明得到的蚕丝纤维拉曼光谱与其它天然或者合成纤维的拉曼光谱图具有明显的区别；
4)灵敏度高：本发明选择的样品可以是宏观的蚕丝制品，也可以是微米级大小的蚕丝制品，都能够进行鉴定；
5)定性分析：本发明可以对混有蚕丝蛋白的待测物进行精确定性分析，还能够对待测物进行原位分析，精确测出蚕丝蛋白在待测物的含量和分布。
附图说明
附图1为实施例1蚕丝标准图谱；
附图2为实施例2中蚕丝制品与其它纤维图谱比较；
附图3为实施例3中不同形式的蚕丝制品图谱；
附图4为实施例4中复合蚕丝制品中蚕丝蛋白的原位分布与含量的检测。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
本发明的实施例如下：
实施例1：
(1)使用可视化激光拉曼光谱仪对蚕丝纤维标准品进行单点扫描，得到蚕丝蛋白标准品拉曼图谱。扫描参数设定：激光功率1mw，曝光时间10hz，扫描次数100次，像素0.5μm，总扫描时间20秒。
(2)将步骤(1)的拉曼图谱进行平滑处理、基线调整以及标峰，得到蚕丝蛋白标准品的所有峰值及强特征峰。如附图1所示，蚕丝标准图谱的峰值含有3058-3062cm-1、2932-2936cm-1、2875-2880cm-1、1662-1668cm-1、1446-1452cm-1、1228-1231cm-1、1082-1086cm-1、851-855cm-1等峰值，其中强特征峰为3058-3062cm-1、1662-1668cm-1、1446-1452cm-1、1228-1231cm-1、1082-1086cm-1。
(3)使用可视化激光拉曼光谱仪对丝织物待测品进行单点扫描，得到丝织物待测品拉曼图谱。扫描参数设定：激光功率8mw，曝光时间100hz，扫描次数1次，像素2μm，总扫描时间约5秒。
(4)将步骤(1)的拉曼图谱与蚕丝标准图谱进行对比，不需要进行复杂的数据分析，从而鉴定拟鉴定物是否为蚕丝制品。如附图2所示，对聚氟乙烯纤维、壳聚糖纤维、棉花纤维等多种织品进行鉴定，发现蚕丝标准图谱中的峰值、峰高、峰宽、峰面积与聚氟乙烯纤维、壳聚糖纤维、棉花纤维等多种丝织品的峰值、峰高、峰宽、峰面积都不同，进而可以将蚕丝丝织物与其它种类丝织物进行区分。
实施例2：
采用上述实施例1中的步骤(1)与(2)。
(3)使用可视化激光拉曼光谱仪对蚕丝蛋白纤维、蚕丝织品以及丝素粉等蚕丝制品进行单点扫描，得到纤维物待测品拉曼图谱。
扫描参数设定：激光功率4mw，曝光时间1hz，扫描次数300次，像素0.2μm，总扫描时间约30秒。
(4)将步骤(1)中得到的拉曼图谱进行相互对比。如图3所示：蚕丝蛋白纤维、蚕丝制品以及丝素粉的特征峰值、峰高、峰宽、峰面积都相似，从而可知蚕丝蛋白在不同状态下的拉曼图谱是一致的，具有相同分子一致性。
实施例3：
采用上述实施例1中的步骤(1)与(2)。
(3)使用可视化激光共聚焦拉曼光谱仪对纤维待测品进行原位面扫描，得到一定区域内(人工选定)的纤维物待测品拉曼二维图像。扫描参数设定：激光功率4mw，曝光时间5hz，扫描次数50次，像素1.5μm，总扫描时间30分钟。
(4)将步骤(1)的拉曼二维图像与蚕丝标准图谱进行比较与消减，通过拉曼光谱仪的mcr快速测定纤维物待测品中的蚕丝含量与其分布，发现该纤维物待测品中具有明显的蚕丝蛋白拉曼峰谱和聚乙二醇(peg)拉曼峰谱。其中，蚕丝蛋白在该纤维物待测品中均匀分布，约占该纤维物待测品的79.2％，而peg占该纤维物待测品的14.3％，其余为其他物质。
与传统拉曼光谱仪相比，共聚焦激光拉曼光谱仪具有共聚焦成像功能并集成有omnicatlμs图像处理软件，能将微米级别分辨率光谱制图，将图像分析算法和化学计量工具整合到一起。
本实施例的mcr处理过程是：首先利用共聚焦激光拉曼光谱仪对丝蛋白样品的一个选定区域成像，利用激光扫描束通过光栅针孔形成点光源，在焦平面上逐点扫描，得到高清与高分辨率的纳米级的多点拉曼光谱，其中一个点代表一个峰值；然后利用omnicatlμs图像软件对每个拉曼光谱峰值进行二阶导数计算，将其分成多个峰，根据峰值进行计算完成一个拉曼光谱的定量，当特定区域的所有拉曼光谱扫描完毕后，即得到所有含蚕丝蛋白物质的定量信息。
依据实施例1、2和3的鉴定结果可看出，利用本申请提出的激光拉曼光谱技术可以准确地鉴定不同待检测物中是否为蚕丝蛋白。依据实施例4的分析结果可以看出，利用本申请提出的激光拉曼光谱技术可以准确地鉴定复合物中蚕丝蛋白的分布及含量，具有很高的分辨率。因此，本申请提出的一种快速、无损鉴定蚕丝制品及含量的方法可以准确对待测物中是否有蚕丝蛋白进行定性分析，也能够对待测物中的蚕丝进行定量分析，而且快速、简单、无损、高效、可重复的优势十分显著。