金银花硫磺残留便携式快速检测装置研究

1、 简介

现代药理实验研究证明，金银花具有清热解毒，疏散风热等功效。近年来，由于金银花来源复杂，产地不同，加工方法各异，以致质量参差不齐。某些生产者为了延长金银花存储时间，并且使其更加美观，采用了硫磺熏蒸的方法。硫磺熏蒸后金银花的性状多有改变，残留二氧化硫对人体具有多种危害。传统鉴定硫残留多在实验室采用离子色谱法、酸蒸馏点滴定法、加样回收率试验法等，操作要求高，步骤繁琐，难以用于现场快速测试。可见近红外光谱法是近年来迅速发展起来的分析检测方法，可充分利用全谱段或多波长下的光谱数据进行定性或定量分析，在在线及现场检测方面具有极大的应用价值。

本文基于以微型光纤光谱仪为主的实验装置，采用透射采样的方式获得两种不同产地的1～6号金银花样品400～900 nm可见近红外透过率光谱，经硫磺熏制后的金银花特征吸收峰位置与其他加工方法的样品明显不同。为金银花的硫残留的鉴别提供了一种快速，准确，可现场测试的检测方法。

2、研究方法

薰硫金银花可见－近红外光谱无损检测装置，运用可见－近红外光谱技术，对金银花的硫磺残留进行检测。装置由机体、光纤、微型光纤光谱仪、笔记本电脑组成，笔记本电脑与微型光纤光谱仪由数据线连接，光谱仪实现光谱采集并传输到计算机由软件读取。图1中光源采用24V/35W卤钨灯，安装在装置底板上，光源开关一端与灯泡相连，一端与蓄电池连接；其发光光谱范围为350～950nm。

图1微型光纤光谱仪测试金银花便携式检测装置

实验样品金银花取自山东平邑金银花和河北巨鹿金银花。鲜金银花按自然风干，硫磺熏制后晒干，用烘箱低温一次性烘干3种方法加工处理。为了增加对比度，从种植金银花的农民家中购买了经过硫磺熏制的金银花。实验试剂选择的无水乙醇为99.7%(AR)，硫磺为本地药店购买的99.9%生硫磺块研磨而成的硫磺粉。

进行测试时，微型光纤光谱仪的光纤探头、被测样品和光源位置排成一条直线。实验开始后辐射光源发出的光波通过光阑照射到盛有金银花浸出液的石英比色皿上，为避免外界其它光源光波对实验结果的干扰，可以将光纤探头贴近样品测试池的表面来进行光谱的采集。若光谱信号过强或者过小，可重新改变积分时间和平均次数再进行检测，直到获得强度适中且清晰的光谱信号。本实验对同一样品进行多次测试以体现试验方法的准确性与可重复性，且实验均在室温下进行。

3、实验与结果分析

3.1实验结果

图2所示为无水乙醇可见－近红外光区透过率光谱。图3所示为硫磺－无水乙醇浸出液可见－近红外光区透过率光谱。在400～900 nm波长范围内测定6种不同干燥方法和品种的金银花的可见－近红外光区透过率光谱，如图4所示。

图2无水乙醇可见－近红外光区透过率光谱

图3硫磺－无水乙醇溶液可见－近红外光区透过率光谱

图4样品可见－近红外光区透过率光谱

对各种加工方法样品进行了实测，吸收峰波长如表1所示。

表1 1－6号样品实测得到的吸收峰

购买已知经过硫磺熏蒸的金银花可见－近红外光区透过率光谱如图7所示。

图5已知经过硫磺熏蒸的金银花可见－近红外光区透过率光谱

3.2实验结果分析

(1)无水乙醇在400～900 nm波长范围内无特征吸收光谱，用无水乙醇做溶剂对金银花进行光谱测试及分析不会对实验结果造成影响。

(2)硫磺的无水乙醇浸出液可见－近红外光区透过率光谱和已知经过硫磺熏蒸的金银花可见－近红外光区透过率光谱均在715 nm和835 nm处存在明显的特征吸收。

(3)硫磺熏蒸金银花样品的光谱特征与分析如表1和图3所示，经过硫磺熏制的平邑金银花(样品5)和巨鹿金银花(样品6)都在715 nm和835 nm处有固定吸收，吸收强度明显大于比其他干燥方法的的金银花，且峰型较宽。购买的已知熏蒸过的金银花图谱与两种经过硫磺熏制的金银花样品图谱基本一致。

(4)自然风干的金银花的光谱特征:自然风干的平邑金银花(样品1)在670 nm和775 nm有特征吸收。巨鹿金银花(样品2)在670nm和785 nm处存在特征吸收，并且在530 nm和600 nm有两处吸收强度较弱的吸收峰，平邑金银花在此处无吸收。

(5)烘箱低温一次性烘干平邑金银花(样品3)与巨鹿金银花(样品4)在400～700 nm范围内图谱基本重合，均在675 nm和780 nm处有吸收，吸收强度相等，与自然风干的金银花吸收峰位置相近。

4、结论

不同的加工方法可能会使金银花内部某些化学结构有所改变，或者有效成分间相对含量有所变化，所以它们的浸出液可见－近红外透过率光谱是有所差异的。经过硫磺熏制的两个品种的金银花无水乙醇浸出液可见－近红外光谱图与其他加工方法的金银花差别比较明显，在715 nm和835 nm处都存在特征吸收峰，与购买的已知薰硫金银花浸出液、硫磺的无水乙醇浸出液光谱进行对比分析得知，熏硫金银花715 nm和835 nm特征峰光谱是由其含有硫残留所致。实验采用了冷浸法制备金银花样品浸出液，浸提时间为2h，操作简单，浸提时间短，配合微型光纤光谱仪搭建的便携实验装置可以快速、准确的现场鉴别薰硫金银花。作为一种低功耗、便携式的鉴别检测仪器，可应用于硫熏中药材、食品等的现场检测。

5、文献分享

6、推荐产品

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