一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法与流程

本发明属于化学分析检测，具体地说，本发明涉及一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法。

背景技术：

1、电子烟是“用于产生气溶胶供人抽吸等的电子传送系统”，国家标准gb 41700-2022明确标明电子烟雾化物应含有烟碱，并对电子烟液成分中烟碱含量等相关规范做出严格要求。烟碱分子含有一个手性中心，因此烟碱有两个对映异构体，即s-(-)-烟碱(左旋烟碱)和r-(+)-烟碱(右旋烟碱)。已有研究表明，两种不同手性的烟碱生理毒性存在一定差异，右旋烟碱的生物毒性更低。近年来，随着电子烟等新型烟草制品的发展，烟碱异构体的研究也越来越受到关注。现有烟碱的分析一般采用气相色谱法和液相色谱法，但这些方法不能进行手性烟碱的拆分和检测。虽然利用大型设备和手性柱等，在实验室条件下已能够实现对烟碱异构体的分析测定，但开发出可现场快速识别，不需要大型设备，能高效、准确、快速的烟碱异构体检测方法，对于电子烟产业的发展及《电子烟管理办法》的实施非常有意义。

2、表面增强拉曼光谱作为一种特异性的分子识别技术，已成为快速检测技术领域中一种强有力的工具，便携式sers现已被广泛用于烟草制品的快速检测分析。然而，包括电子烟液在内的烟草制品，基质较为复杂，需要花费大量时间进行前处理。因此，利用sers技术进行烟碱的快速检测难度很大，而利用sers进行烟碱异构体的研究更是未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用不同烟碱异构体对纳米酶氧化酶活性抑制的差异，结合酶催化底物tmb和便携式表面增强拉曼光谱仪，建立r-(+)-烟碱的表面增强拉曼光谱快速检测新方法，此方法以手性d-半胱氨酸碳点(d-c-cds)，还原氯金酸，制备同时具有拉曼增强和纳米模拟酶催化活性的d-c-cds/aunps，d-c-cds/aunps具有氧化酶催化活性，可催化氧化tmb转变为oxtmb，而s-(-)-烟碱和r-(+)-烟碱由于手性的差异，加入后会出现对氧化酶活性抑制的显著差异。此外，d-c-cds/aunps作为拉曼增强基底又可以显著增强oxtmb的拉曼信号，基于此，研究建立了可用于检测烟碱异构体的sers新方法。方法具有快速、操作简单等特点。

2、为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

3、所述快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法，包括以下步骤：

4、(1)d-半胱氨酸碳点基金纳米酶制备：以d-半胱氨酸、柠檬酸和zncl2为前驱材料，通过微波法制备还原性d-半胱氨酸碳点，再以碳点作为还原剂，还原氯金酸制备同时具有氧化酶活性和表面增强拉曼活性的d-半胱氨酸碳点基金纳米酶；

5、(2)r-(+)-烟碱工作曲线制作：在96孔板中，依次加入100μl3,3',5,5'-四甲基联苯胺(8mm)，40μl d-半胱氨酸碳点基金纳米酶和不同浓度的r-(+)-烟碱标准溶液，定容到0.5ml，振摇混匀。在室温条件下，孵育8min后，使用便携式拉曼光谱进行光谱检测，根据底物的分子结构，选择1601cm-1位置处特征峰，根据特征峰强度和r-(+)-烟碱浓度，绘制标准曲线，得到回归方程；

6、(3)样品处理：称取0.1g电子烟液样品置15ml离心管中，加入10ml甲醇，超声混匀5min，过滤后待测；

7、(4)样品测定：在96孔板中，依次加入100μl3,3',5,5'-四甲基联苯胺，40μld-半胱氨酸碳点基金纳米酶和50μl步骤(2)制备的样品测定液，定容到0.5ml，振摇混匀。在室温条件下，孵育8min后，在激发光为785nm、激光功率为500mw和扫描时间10s的条件下，采用便携式拉曼光谱仪测定体系的拉曼光谱，并记录在1607cm-1下的特征峰强度，带入步骤(1)线性回归方程，计算r-(+)-烟碱含量。

8、作为优选，所述的d-半胱氨酸碳点基金纳米酶由以下方法制备得到：

9、a、称取1.5-2.5g柠檬酸，0.1-1.5g d-半胱氨酸和0.05-0.3g zncl2溶解到10-30ml去离子水。然后再将混合溶液，转移到100ml聚四氟乙烯微波消解罐中，在3min内加热到180-200℃，反应0.5-2h，自然冷却后过0.22μm滤膜，经8000-12000r/min高速离心5-15min，即得d-半胱氨酸碳点；

10、b、取150-350μl 1％haucl4分散到20-40ml去离子水中，加热搅拌到95℃。先加入20-50μl d-半胱氨酸碳点，继续加热搅拌5-10min，使溶液逐渐变为浅红色。随后，再加入100-200μl柠檬酸三钠(0.1m)，继续加热搅拌10-30min，溶液逐渐变为砖红色。最后，将获得的上述溶液冰浴快速冷却，即得到d-半胱氨酸碳点基金纳米酶。

11、作为优选，所述d-半胱氨酸碳点基金纳米酶浓度为3-8mg/ml，3,3',5,5'-四甲基联苯胺浓度为5-10mm；r-(+)-烟碱标准溶液的浓度为0.1-100mg/l。

12、作为优选，所述的d-半胱氨酸可替换为l-半胱氨酸。

13、本发明的有益效果在于：

14、1、本发明利用手性的半胱氨酸制备还原性碳点，再以碳点还原氯金酸制备碳点基金纳米酶，该纳米酶同时具有氧化酶活性和表面增强拉曼活性；

15、2、本发明制备的碳点基金纳米酶可催化氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(tmb)，生成氧化型tmb(oxtmb)，并产生拉曼信号增强作用，相较于s-(-)-烟碱，r-(+)-烟碱的加入可以有效抑制碳点基金纳米酶的氧化酶活性，并进一步导致拉曼信号猝灭，基于r-(+)-烟碱浓度和拉曼信号强度间的关系，建立了r-(+)-烟碱拉曼检测的新方法，方法具有操作简单和特异性强的特点；

16、3、本发明结合便携式拉曼光谱仪，可用于电子烟液的现场分析测定，检测限0.01mg/l，检测在10min内就可以完成，可以有效解决烟碱异构体难以实现现场检测的难题。

17、4、本发明方法，不会受到s-(-)-烟碱、外消旋烟碱和共存物质的干扰，具有抗干扰性强的特点。

技术特征：

1.一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法，其特征在于，所述快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法，其特征在于：所述d-半胱氨酸碳点基金纳米酶由以下方法制备得到：

3.根据权利要求1所述的一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法，其特征在于：所述d-半胱氨酸碳点基金纳米酶浓度为3-8mg/ml，3,3',5,5'-四甲基联苯胺浓度为5-10mm；r-(+)-烟碱标准溶液的浓度为0.1-100mg/l。

4.根据权利要求1所述的一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法，其特征在于：所述的d-半胱氨酸可替换为l-半胱氨酸。

技术总结
本发明涉及一种快速检测电子烟液中烟碱异构体的方法，属于化学分析检测技术领域，本发明以还原性的D‑半胱氨酸碳点(D‑C‑CDs)制备金纳米酶(D‑C‑CDs/AuNPs)，其同时具备氧化酶催化活性和表面增强拉曼活性，可催化3,3',5,5'‑四甲基联苯胺(TMB)转变为氧化型TMB(oxTMB)，并增强oxTMB的拉曼信号。相较于S‑(‑)‑烟碱，R‑(+)‑烟碱与纳米酶之间的吸附作用更强，导致R‑(+)‑烟碱会显著抑制D‑C‑CDs/AuNPs氧化酶催化活性，从而进一步导致拉曼信号的猝灭。基于此，研究建立了基于表面增强拉曼光谱(SERS)的电子烟液中R‑(+)‑烟碱的快速检测方法，检出限为0.01mg/L。样品中可能存在的共存物质，对方法几乎无干扰作用，且实际样品测定结果与YC/T561‑2018行业标准测定的结果较为一致。本方法具有操作简单、灵敏度高等特点。

技术研发人员：陈丹,杨德志,王春琼,张轲,龙杰,邓惠敏,李海燕,陈黎,李郸,蔡洁云,张晓伟,崔一凡,赵晓荣
受保护的技术使用者：云南省烟草质量监督检测站
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8