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日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 中文摘要 本文采用化学衍生的技术，建立了简便、灵敏、快速测定日化品中三氯生的 新方法，并探索了新的化学反应体系用于测定食品中的亚硝酸盐以及牙膏中的二 甘醇。 本论文包括以下四个部分： 1 阐述课题研究的意义，介绍了分光光度法和高效液相色谱法的基本理论，： 并对分光光度法和高效液相色谱法在日化品和食品分析中的应用进行了综述。 2 基于亚硝酸钠、对氨基苯磺酸和盐酸生成重氮盐，三氯生与形成的重氮盐 在碱性条件下进一步发生偶合反应的原理建立了快速测定日化品中三氯生的新方 法。对实验条件进行了优化，并考察了潜在干扰物质的影响。测定波长为4 5 2n l n ， 三氯生浓度在0 0 7 5 3 0m g l 范围内符合比尔定律，r s d 为0 2 4 ( n = 1 1 ) ，用于 日化品中三氯生的测定，结果与高效液相色谱法一致。 3 尝试利用与测定三氯生同样的反应体系来测定食品中的亚硝酸盐。测定波 长为4 5 2i i i 1 1 ，亚硝酸盐浓度在0 0 5 5 1 0m g l 范围内符合比尔定律，r s d 为0 2 7 ( n = 1 1 ) ，但是由于亚硝酸盐在食品中含量较低，该反应体系的灵敏度无法满足 检测要求。 4 基于二甘醇在催化剂氧化锌的作用下与衍生化试剂苯甲酰氯发生酯化反 应的原理，尝试采用柱前衍生高效液相色谱法对牙膏中的二甘醇进行测定。产物 在2 3 0n i i 处有最大吸收，二甘醇浓度在3 7 5 5 x 1 0 4l m a o l l 范围内与峰面积成良好 的线性关系，但是灵敏度达不到检测牙膏中二甘醇的要求，该方法有待于合成新 的衍生化试剂和催化剂使灵敏度进一步提高。 关键词：衍生，分光光度法，高效液相色谱法，三氯生，亚硝酸盐，二甘醇 作者：陆慧慧 指导教师：陶冠红 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 英文摘要 s t u d i e so nt h ed e v e l o p m e n to fn e wm e t h o d sf o r t h e d e t e r m i n a t i o no fh a r m f u li n g r e d i e n t si np e r s o n a l c a r ep r o d u c t sa n df o o d s t u f f s a b s t r a c t i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，as i m p l e ，s e n s i t i v ea n dr a p i dm e t h o db a s e do nc h e m i c a l d e r i v a t i o nf o rt h ed e t e r m i n a t i o no ft r i c l o s a ni np e r s o n a lc a r ep r o d u c t si sd e v e l o p e d i n a d d i t i o n , n e wr e a c t i o ns y s t e m sa r ee x p l o r e dt od e t e r m i n en i t r i t ei nf o o d s t u f f sa n d d i e t h y l e n eg l y c o li nt o o t h p a s t e t h ed i s s e r t a t i o ni sd i v i d e di n t of o u rs e c t i o n s i nt h ef i r s ts e c t i o n ，s p e c t r o p h o t o m e t r i em e t h o da n dh i 曲- p e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h ys p e c t r o m e t r ym e t h o da r e r e v i e w e dw i t ht h e e m p h a s i so nt h e i r a p p l i c a t i o n so fp e r s o n a lc a r ep r o d u c t sa n df o o d s t u f f sa n a l y s i s i nt h es e c o n ds e c t i o n ，as e l e c t i v es p e c t r o p h o t o m e t r i cm e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o n o ft r i c l o s a ni np e r s o n a lc a r ep r o d u c t si sd e s c r i b e d i ti sb a s e do nt h er e a c t i o no fs o d i u m n i t r i t ew i t hp - a m i n o b e n z e n es u l f o n i ca c i di na c i d i cm e d i u mt of o r md i a z os a l t ，w i t h w h i c ht r i c l o s a nf u r t h e rf o r m sa i la z oc o m p o u n di na na l k a l i n em e d i u m t h er e s u l t i n g y e l l o w c o l o r e dp r o d u c th a sam a x i m u ma b s o r p t i o na t4 5 2l n ag o o dl i n e a r r e l a t i o n s h i pi so b t a i n e di nt h er a n g eo 0 7 5 - 3 0m g lo ft r i c l o s a n ad e t e c t i o nl i m i to f o 0 7 5m # li sa c h i e v e da n dt h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o ni s0 2 4 ( n _ 1 1 ) t l l e p r o p o s e dm e t h o dh a sb e e na p p l i e dt ot h ea n a l y s e so ft r i c l o s a ni np e r s o n a lc a r ep r o d u c t s a n dt h er e s u l t sa r ei ng o o da g r e e m e n t 、) l r i t l lt h o s eo b t a i n e db yh i g h - p e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y i nt h et h i r ds e c t i o n ，a na t t e m p ti sm a d et od e v e l o pa na n a l y t i c a lm e t h o df o rt h e d e t e r m i n a t i o no fn i t r i t ei nf o o d s t u f f s ，b a s e do nt h es a n l er e a c t i o ns y s t e ma st h eo n eu s e d a b o v ef o rt r i c l o s a na n a l y s i s ag o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i pi so b t a i n e di nt h er a n g eo 0 5 5 1 0 m g lo fn i t r i t e ad e t e c t i o nl i m i to fo 0 5 5m e c li sa c h i e v e da n dt h er e l a t i v es t a n d a r d d e v i a t i o ni s0 2 7 ( n - - - 11 ) h o w e v e r , i t ss e n s i t i v i t yc a l ln o tm e e tt h er e q u i r e m e n t b e c a u s eo ft h el o wl e v e l so fn i i r i t ei nf o o d s t u f f s 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 英文摘要 i nt h el a s t s e c t i o n ，ah i g h - p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h i cm e t h o di s d e v e l o p e dt e n t a t i v e l yf o rt h ed e t e r m i n a t i o no fd i e t h y l e n eg l y c o lw i t hu vd e t e c t i o na f t e r p r e c o l u m nd e r i v a t i o nw i t hb e n z y lc h l o r i d ei nt h ep r e s e n c eo fc a t a l y s t t h er e s u l t i n g p r o d u c th a sam a x i m u ma b s o r p t i o na t2 30n i n ag o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i pi so b t a i n e di n t h er a n g e3 7 5 - 5x10 4i j m o l lo fd i e t h y l e n eg l y c 0 1 h o w e v e r , p r o p e rd e r i v a t i v er e a g e n t s a n dc a t a l y s t sa r en e e d e dt oi m p r o v ei t s s e n s i t i v i t yi no r d e rt h a td i e t h y l e n eg l y c o li n t o o t h p a s t ec a nb ed e t e c t e d c h r o m a t o g r a p h y ；t r i c l o s a n ；n i t r i t e ；d i e t h y l e n eg l y c o l m w r i t t e nb yh u i h u il u s u p e r v i s e db yp r o f g u a n h o n gt a o 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论丈 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签各：盈! 矍：翌一日期：迦2 ：翌二 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅j 可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：1 丢熏：黧： 日 期：趔：垒：翟 导师签名：囱玺篷e t 。期：鬯z ：皇：至呈 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 第一章绪论 1 1 引言 日化品和食品是人类赖以生存和发展的物质基础，而日化品和食品安全是关 系到人体健康的重大问题。近几年来，日化品和食品安全事件频繁发生，其中添 加剂的超标使用已经引发了诸多中毒事件，2 0 0 5 年1 2 月世界卫生组织负责食品安 全的官员约根施伦德在首届“美洲及加勒比区域食品安全会议”开幕式上指出，目 前全球每年约有1 8 0 万人因食用不安全的食物或饮用不卫生的水而死亡。我国政 府公布的影响人民健康的食品安全问题，主要的来源也是由于食源性疾病和个别 违法使用有毒物质引起的。 其中由食品造成的安全隐患已经成为全球性的问题。欧洲的疯牛病、二嚼英、 口蹄疫以及转基因产品可能产生的潜在危害等此起彼伏的食品安全事件，已经使 全球谈“食”色变【1 1 。从近几年的食品安全事件中也不难看出，食品中微生物超标、 农药兽药残留超标、重金属超标现象突出，食品中滥用添加剂和非食品添加剂、 养殖过程中滥用化学药剂的现象也比较普遍。2 0 0 3 年7 月2 9 日，某市质量技术监督 对全市7 3 家米粉加工厂家或作坊生产的米粉进行了取样化验。检验结果显示，7 3 个样品中有5 2 个样品不合格，产品不合格率达7 1 2 3 ，检出二氧化硫残留的样品 4 2 个、含硼砂的样品1 6 个1 2 】；2 0 0 4 年，中央电视台“每周质量报告”报道了四j j i 成都 新繁、彭州个别生产泡菜的企业使用了敌敌畏、工业盐等有毒、有害物质生产泡 菜，新华网披露在安徽省阜阳市，由于被喂食几乎完全没有营养的劣质奶粉，1 3 名婴儿夭折，近2 0 0 名婴儿患上严重营养不良症【3 1 ；2 0 0 5 年北京市工商人员对“品品 得”绿观音进行质检，检出茶叶中含有严禁使用的高毒高残农药滴滴涕，在全国月 饼质量发布会上，国家质检总局质量监督司司长透漏星巴克心意礼盒月饼存在标 签和菌落问题 4 1 ；2 0 0 6 年的瘦肉精中毒事件、“苏丹红”鸭蛋、“嗑药”的多宝鱼、毒 猪油事件、人造蜂蜜、陈化粮等事件至今还让人心有余悸【5 j ；2 0 0 7 年f d a 发布进1 2 1 预警，对来自中国养殖场的5 种水产品鲶鱼、巴萨鱼、鲮鱼、鳗鱼和虾实行自 动扣留，并拒绝其入境，理由是在这些产品中查出孔雀绿、氟喹诺酮、硝基呋喃 以及龙胆紫这几种未经批准的药物残1 6 1 ；2 0 0 8 年9 月的“三鹿毒奶粉事件”后，国 家质检总局对全国所有的婴幼儿奶粉生产企业进行了以三聚氰胺为重点的专项检 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究第一章 查，对1 0 9 家企业进行排查，共检验了4 9 1 批次产品，截止9 月1 7 日共检出2 2 家奶粉 厂家6 9 批次产品含有三聚氰胺【7 1 。食品安全问题已经不容忽视了。 另外日用化学品的安全问题在近两年内集中爆发，2 0 0 6 年日本s k i i 品牌9 种化妆品被检出含有禁用物质铬和钕，引起轩然大波【8 】；2 0 0 7 年5 月底，巴拿马 和美国相继在中国的牙膏中检出二甘醇成分，并下达对中国牙膏的禁令【9 】。 日化品和食品的使用安全要得到保障，相关部门必须进行质量的监督，检测 作为质量监督中不可缺少的重要手段对保证我国日化品和食品质量，保障人民身 体健康具有重要的意义。随着现代光电技术和信息技术的迅猛发展，以及人们对 日化品和食品中功能性成分和有害污染成分的检测要求愈来愈广泛和苛刻，仪器 分析在分析中的比重不断增长，包括u v v i s 、g c 、l c 、a a s 、a f s 、i c p m s 、 电化学分析法等。 其中气相色谱法凭其分离效能高、样品用量少、选择性好、准确性好和分析 速度快的优点在日化品和食品分析中得到了越来越广泛的应用，几乎成了不可或 缺的分析手段，但是对于难以汽化、热不稳定的化合物难以分析；原子吸收光谱 法检测限低、分析精度好、分析速度快，可以测定的元素达7 0 多个，不仅可以测 定金属元素，也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物，但是不足 之处是对多元素同时测定尚有困难：原子荧光光谱法分析技术近年来得到很大的 发展，尤其是氢化物发生原子荧光光谱法分析技术的发展以其灵敏度高、高效低 耗、实用价值高成为重金属检测的重要手段，但是原子荧光法也存在一定的局限 性，主要受散射光的影响严重，因此在一定程度上影响了它的普及和提高；i c p m s 对多元素分析具有较高的灵敏度，检测限达到p g m l 的水平，有望在食品营养物、 金属污染物等超痕量分析中的应用得到广泛发展，但是样品基质对被测元素的信 号影响很大，而且受光谱干扰严重；电化学分析法是日化品和食品生产控制、理 论研究的新型重要工具，然而离子选择性电极品种仍限于一些低价离子，在实际 应用中受到限制，另外电极电位值的重现性受实验条件变化影响大，其标准曲线 不及光度法测定的曲线稳定。 分光光度法作为一种常用的分析手段因其价格低廉，操作方便，灵敏度高得 到了广泛的应用，特别是近几年来，由于新技术新方法的应用，如：导数光谱法、 因子分析法、双波长与三波长法、差示光度法、人工神经网络及和一些其他方法 合用，如f i a u v 等拓宽了u v 法的应用范围，几乎涉及所有分析领域，广泛的用 2 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 于药物分析、食品和饮料检测、血液分析以及环境污染物的检测等。而高效液相 色谱法是上世纪6 0 年代末7 0 年代初发展起来的一种新型分析分离技术它是在经 典液相色谱法的基础上，引入了气相色谱法的理论和技术，以高压输送流动相， 采用高效固定相及高灵敏度检测器，发展而成的现代液相色谱分析方法。具有分 离效率高、选择性好、分析速度快、检测灵敏度高、操作自动化和应用范围广的 特点，化学衍生法的引入使高效液相色谱法扩大了其应用范围，提高了检测的灵 敏度，在食品分析，日化品分析、药物分析和在生命科学方面得到了很大的应用。 1 2 分光光度法概述及在日化品和食品中的应用 1 2 1 分光光度法的创立及原理 分光光度法是利用物质( 包括分子和原子) 具有对光( 包括可见光、紫外光、 红外光及辐射光) 的选择性吸收特征而建立起来的一种定量和定性分析方法，又 称吸收光度法。按其研究对象的不同，可分为分子吸收和原子吸收两大类，其中 分子吸收分光光度法又可依所选光性质的差异分为可见、紫外光和红外光的分光 光度法三种。分光光度法作为一种最常见的仪器分析方法，以其操作简便、准确 快速、灵敏稳定和用样量少等优点而被广泛地应用于农林牧渔、化学化工、机械 电子、地质冶金、医药卫生、能源环保、食品饮料、航空航海乃至公安国防等多 个领域，并已成为这些领域里的实验室分析测试的主要手段。 早在1 7 2 9 年b o u g e rm 就提出当溶液浓度不变时，入射光被溶液吸收的程度 ( a ) 与光径上溶液的厚度( l ) 呈正相关，1 7 6 0 年l a m b e r th 系统地研究了该问 题，并发现只有当一定的单色光穿过玻璃片或有色溶液时，该单色光被吸收的程 度就与玻璃片或有色溶液的厚度成正比，即a = k l ，k 表示物质的吸光系数，此为 l a m b e r t 定律。1 8 5 2 年b e e ra 在研究无机盐水溶液对红光的吸收时，观察到物质 的吸光度与物质的吸光系数和浓度的乘积成正比，即a = k c ，此为b e e r 定律。此 后，经物理及数学推导将其两个定律合并成：a = k c l ，从而奠定了分光光度法的 定量分析基础。 1 2 2 分光光度计的组成及发展 随着分光元器件及分光技术、检测器件与检测技术、大规模集成制造技术等 的发展，以及单片机、微处理器、计算机和d s p 技术的广泛应用，分光光度计的性 能指标不断提高，并向自动化、智能化、高速化和小型化等方向发展。 在分光元器件方面，经历了棱镜、机刻光栅和全息光栅的过程，商品化的全 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 息闪耀光栅已迅速取代刻划光栅；在仪器控制方面，随着单片机、微处理器的出 现以及软硬件技术的结合，从早期的人工控制进步到了自动控制；在显示、记录 与绘图方面，早期采用表头( 电位计) 指示、绘图仪绘图，后来用数字电压表数字显 示，如今更多地采用液晶屏幕或计算机屏幕显示；在检测器方面，早期使用光电 池、光电管，后来更普遍地使用光电倍增管甚至光电二极管阵列。阵列型检测器 和凹面光栅的联合应用，使仪器的测量速度发生了质的飞跃，且性能更加稳定可 靠，受到仪器用户的青睐，最具有代表性的当数安捷伦的h p 8 4 5 2 8 4 5 3 ；在仪器构 型方面，从单光束发展为双光束，现在几乎所有高级分光光度计都是双光束的， 有些高精度的仪器采用双单色器，使得仪器在分辨率和杂散光等方面的性能大大 提高，如v a r i a i l ( 瓦里安) 的c a r y l 3 4 0 0 。随着集成电路技术和光纤技术的发展，联 合采用小型凹面全息光栅和阵列探测器以及u s b 接口等新技术，已经出现了一些 携带方便、用途广泛的小型化甚至是掌上型的紫外可见分光光度计，如o c e a n o p t i c s ( 海洋光学) 的s 系列、u s b2 0 0 0 及p c 2 0 0 0 ，而光电子技术和技术的发展，使得有可 能将分光元件和探测器集成在一块基片上，制作微型分光光度训m 1 2 】。我国重庆 大学在微型多通道光谱仪方面开展了卓有成效的研究工作1 3 1 5 1 ，承担的国家自然 科学基金项目“微型多道光谱分析系统集成化技术研究”已经通过了技术鉴定。随着 发光二极管( l e d ) 光源技术及产业的日益成熟，以l e d 为光源的小型便携又低廉的 分光光度计已成为研究开发的热点【1 6 1 。除了空间色散的分光方式，也有人对声光 调制滤光1 1 7 - 1 9 1 并- 1 傅立叶变换光谱【2 0 】在紫外可见区的应用进行了研究。 目前市场上的紫外可见分光光度计主要有两类：扫描光栅型和固定光栅型。 后者也常常被称为c c d ( p d a ) 光谱仪或多通道光度计。它们主要由光源、单色器、 吸收池、检测器和软件系统构成，分述如下： 1 光源 紫外可见区的光源主要采用卤素钨灯和氘灯或氙灯。卤素钨灯的工作波长范 围为3 2 0 2 5 0 01 1 1 1 1 ，氘灯的工作波长范围为1 8 0 3 7 5n l n ，两者组合使用。氙灯是新 颖的光源，发光效率高，强度大，而且光谱范围宽，包括紫外、可见和近红外。 2 单色器 单色器由入射狭缝、色散元件、出射狭缝和准直镜等组成，作用是将来自光 源的复合光分解为单色光，并分离出所需要的波段光束。常用的色散元件有棱镜 和光栅。现代分光光度计几乎都使用光栅，因为光栅的分辨能力比棱镜高，可使 4 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究第一章 用波长也比较宽。 3 吸收池 吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外光区必须采用石英池，可见光和 近红外光区最好用玻璃池( 也可用石英池) 。 4 检测器 检测器的作用是检测光信号，并将光信号转变为电信号。理想的检测器应有 比较宽的线性响应范围，噪声低，灵敏度高，响应时间短，稳定性好。目前最常 用的检测器是光电倍增管，有的用二极管阵列作为检测器。 5 软件 现代分光光度计的软件已不再只是用作数值运算的附属工具，而是整台仪器 的核心，是分析仪器自动化、智能化的关键因素。软件的作用主要有控制、监测 与校正、光谱采集与处理、数据存储与分析等。分光光度计的测量波长或范围的 设置、光栅运动的驱动和控制、光源的自动切换、滤光片的自动选择、探测器的 驱动、a d 转换的同步、数据传输至计算机、数据写入内存、光谱或测量结果的显 示，所有这些功能都由软件完成了所有的幕后工作。 1 2 3 分光光度法的测定方法 分光光度测定的方法有很多，除了比较简单的经典方法如绝对法、标准对照 法、标准曲线法等，还有以下几种方法： 1 双波长分光光度法 双波长分光光度法是使两道不同波长的单色光束分时交替地照射同一吸收 池，测量并记录两者吸光度的差额，然后根据光吸收定律求出待测物质的含量， 可以用于浑浊试样或者背景吸收较大的试样。 2 动力学分光光度法 动力学分光光度法是利用化学反应速率与反应物浓度之间的定量关系，通过 测量与反应速率成比例关系的吸光度，从而计算出待测物质的含量。该法最大特 点是灵敏度高，选择性好。 3 分光光度滴定法 分光光度滴定法是通过测量试液在滴定过程中不断变化着的吸光度，从而滴 定曲线上确定滴定终点，然后计算出待测物质的含量。这种方法的特点在于测定 的准确度和灵敏度都比目视滴定法高，而且可以在底色较深的试液中进行滴定。 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 4 导数分光光度法 导数分光光度法直接在技术上改善了测定方法自身的选择性，使它能有效地 分辨出波长十分靠近的谱带，以及能够区别出相似的谱带和精细结构。这一特点 在测定混合组分消除干扰方面有着重大的意义。 1 2 4 分光光度法在日化品和食品中的应用 1 2 4 1 重金属元素的测定 铅通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内多种器官，对神经、血液、消化、心 脑血管、泌尿等多个系统造成损害【2 1 】，严重影响体内的新陈代谢，阻塞金属离子 代谢通道而造成低钙、低锌、低铁，并导致补充困难，出现神经系统病症，代谢 障碍，在人体内可以累积【2 2 】，严重的可以导致死亡。 分光光度法中用于测定铅的反应试剂有很多，比如双硫腙 2 3 1 、二乙基二硫代 氨基甲酸酯幽】、二苯卡巴腙口5 1 、偶氮胂陶、2 ( 2 噻唑) 对甲苯酚口7 1 、卟啉类化合 物【2 8 。2 9 】等。双硫腙法是分光光度法测定铅的经典方法，但是由于使用剧毒试剂氰 化钾及繁琐的萃取等操作限制了双硫腙法的使用。范晓燕等对此方法进行了改进， 使用b p ( i i ) 双硫腙( h 2 d 2 ) p a r _ 三元配合物显色体系在水相中直接用光度法测定了 化妆品中铅的含量。配合物最大吸收波长为5 3 0i l n ，e s 3 0 = 2 2 x 1 0 4l ( m o l e m ) ，p b 2 + 浓度在0 4 7 5i t g m l 范围内符合比耳定律，用邻二氮菲、硫脲、n h 4 s c n 溶液为掩 蔽剂消除了常见元素的干扰。此方法显色迅速、稳定，灵敏、准确，用于测定化 妆品中铅的含量，结果满意。国外有人【3 0 】合成了新的显色剂d b m b s a 测定了食品 中的铅元素大大提高了灵敏度，p b 2 + 浓度在0 1l 上g m l 范围内符合比耳定律，检测 限为2 4 5r i g m e 。陈烨璞等在0 0 8m o l ln a o h 介质中用m e s o 四( 3 ，5 二溴4 羧基苯) 卟啉t ( d b h p ) p 作显色剂与铅反应，8 羟基喹啉作催化剂，用二阶导数光度法测定 化妆品中痕量铅的含量，此方法可以不经过分离直接进行样品中痕量铅的测定。 张永航等使用固相反射散射分光光度法测定了化妆品中铅的含量。铅的含量在0 8 g g m l 的范围内与玫瑰红酸钠形成的紫红色络合物沉淀的反射吸收值与浓度有良 好的线性关系，与其它方法相比，该法操作较简单，方法的灵敏度也较高。 汞是一种有毒元素，环境中的汞被动植物吸收后，通过生物的富集作用和食物 链的传递，最后进入人体内部，汞的危害突出表现在其神经毒性上，对呼吸道、 消化道也有影响。当汞含量在人体体内积累到一定程度时，会导致中毒发病，严 重者甚至死亡。 6 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究第一章 采用光度法测定汞的方法较多，国家理化检验标准( g b t5 0 0 9 1 7 2 0 0 3 ) o ? 选用 的是二硫腙比色法【3 l 】。但该法需用大量的三氯甲烷萃取，不但操作繁琐，而且容 易污染环境，灵敏度较低。显色剂直接光度法的发展方向是寻找新的高灵敏显色 试剂和显色体系。近几十年来用于汞光度测定的显色剂有：双硫腙【3 2 1 、镉试剂 2 b 3 3 1 、罗丹i j f i 6 g 3 4 1 、碘化钾等。国外也有人合成了一种偶氮类化合物【3 5 1 用来测 定环境和杀菌剂中铅，灵敏度高，摩尔吸光系数达到2 2 2 x 1 0 5l ( m o l e m ) ，比起其 他显色剂，抗干扰能力强。 砷是一种毒性元素，砷化氢、无机砷酸盐及三氧化二砷等都可对肠胃、呼吸 系统等引起急性中毒作用【3 6 】。长期吸人少量砷化物，也会因在人体内积累而引起 慢性中毒，发生肝硬变、肝肿大等病症。砷的测定方法有氢化物原子发射分光光 度法【3 7 1 、氢化物原子荧光法【3 引、氢化物原子吸收分光光度法【3 9 1 ，i c p m s 4 0 ，分 光光度法【4 h 3 】等。李晶采用砷钼酸孑l 雀绿分光光度法测定食品中痕量砷，砷在0 5 “g 范围内符合比尔定律测定回收率为9 0 1 0 5 ，具有稳定性好、灵敏度高和测 定范围比较宽等优点，用于食品中痕量砷的测定，结果满意。张仁秀等采用砷斑 法进行砷的测定，改进了测砷的装置，用锥形瓶进行消化，并直接作为定砷器，用 硝酸硫酸过氧化氢体系消化试样，缩短了消化过程所用时间同时用廉价易得的氯 化汞代替溴化汞制得砷斑，能明显测定0 5 “g 砷，完全符合食品、医药等样品中砷 的测定。r v a b r a z h e e v l 4 4 1 等对测砷装置也进行改进并用计算机对试验数据进行处 理，可将测定误差降低至1 0 以下，检出限可达0 0 1m g l 。 1 2 4 2 甲醛的测定 甲醛是具有较强刺激性气味的无色气体，应用范围非常广泛。甲醛接触到人 体组织后会发生强烈刺激并产生硬化，引发过敏性接触皮炎，近年来的研究表明， 甲醛为可疑潜在性致癌物【4 5 】。分光光度技术测定甲醛随近年来人们对显色体系研 究的增多得到广泛的重视。主要有变色酸法 4 6 1 、品红亚硫酸钠法1 4 7 1 、碘淀粉褪色 法【4 引、酚试剂法 4 9 1 和m b t h 5 0 】法等。 乙酰丙酮分光光度技术是我国化妆品卫生规范测定化妆品中甲醛规定的 主要方法之一。在乙酸铵乙酸缓冲溶液中，乙酰丙酮与甲醛反应生成黄色产物， 其。x - 4 1 2n l n ，该波长处的吸光度与甲醛浓度成一定比例关系可对甲醛进行定量 分析，研究确定该测定线性范围为：o 1 - 6 “g m l ，检测下限为0 0 4 8 “g m l ，且p h = 6 左右，6 0 * ( 2 下反应1 5m i n 所得黄色产物稳定性可达1 2h ，该技术灵敏度较高，重现性 7 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究第一章 好，干扰少，显色稳定，但样品预处理麻烦费时。 另外有人采用褪色光度技术【5 i 】测定食品中甲醛，利用在硫酸介质中，甲醛对 罗丹明b 和溴酸钾溶液在5 1 5a m 处形成的红色可较好褪去为原理。研究表明线性范 围为1 0 1 0 0 “g l ，检出下限为2 9 0 , g l 。该法测定速度快，操作简单，但加热温度、 时间及其精确性对测定结果有相当大的影响。 a h m t 技术是甲醛与4 氨基3 联氨5 巯基1 ，2 ，4 三氮杂茂( a h m t ) 在碱性条件 下缩合，产物经高碘酸钾氧化成的紫红色化合物，k 。x _ 5 5 0n n ，根据化合物溶液 颜色深浅测定甲醛含量的技术。该技术室温下显色，产物较稳定，灵敏度高，干 扰物质较少，但测定线性范围较窄，目前无国产显色剂，成本较高。 1 2 4 3 防腐剂的测定 硼酸为无色、无臭、透明的结晶性粉末，硼酸及硼酸盐一般添加在液体收敛 剂、痱子粉、爽身粉中作防腐剂，一旦被剖伤皮肤吸收，可导致中毒。我国化妆 品卫生标准规定化妆品中硼酸最大用量为3 ，口腔用品为0 5 ，三岁以下婴儿用 品禁用。 常见的微量硼的分光光度法有：姜黄素法【5 2 】、甲亚胺h 酸法【5 3 。5 5 1 和葸醌法【5 6 】 等。姜黄素法是i 由s p i c e r 等首次提出，是应用较为广泛的经典方法。近年来，潘教 麦、李在均【5 7 巧9 1 等合成了一系列甲亚胺一h 衍生物，显色反应灵敏，选择性好，提 高了甲亚胺h 类试剂测定硼的分析性能。 苯酚是一种原浆毒( 即直接作用于原生质蛋白) ，可使蛋白质凝固或变性，可少 量用于药剂或外用制剂( 如化妆品) 中作为防腐剂。但苯酚对人体具有一定的毒性， 接触过多易引起心脏毒性和血液系统的异常。 张钱丽等【6 0 】报道了一种简便、快速、灵敏地间接测定化妆品中痕量防腐剂苯 酚的紫外可见分光光度法，原理是在h c l 溶液中k b 幻3 与k b r 反应生成b r 2 ，一部 分b r 2 与苯酚发生特征反应，剩余的b r 2 与i 反应生成1 2 ，1 2 对紫外光有灵敏的吸收但 反应生成的微量1 2 很容易挥发，而1 2 与淀粉溶液很容易形成一种稳定的蓝色包络物， 其对紫外可见光的吸收比1 2 更灵敏。该方法在0 0 5 0 2 5g g m l 范围内吸光度与苯酚 浓度呈良好线性关系，检测限为0 0 1i 且g m l 。 1 2 4 4 食品添加剂的测定 甜蜜素( 环己基氨基磺酸钠) 是一种新型的人工合成甜味剂，近年对甜蜜素的毒 理学研究发现其可能有致癌性及其代谢产物环己胺对心血管系统和睾丸有毒理作 8 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 用，成为人们关注的焦点。陈少波等【6 l 】利用紫外分光光度计对测定食品中的甜蜜 素进行了探索。该法首先用乙酸乙酯在酸性条件下提取食品中的甜蜜素，再以碱 性水反提取，加入过量的次氯酸钠将甜蜜素转变为n ，n 二氯环己胺，溶于环己烷， 在波长3 0 4n l t l 处测定。研究结果表明：甜蜜素的质量浓度在0 2 1 0g l 范围内符 合比尔定律，回收率为9 5 o 1 0 2 7 ，相对标准偏差为2 6 6 5 4 0 ，方法简捷、 准确。 国外有人【6 2 】采用动力学分光光度法对食品中甜蜜素、糖精钠、安塞蜜三种甜 味剂同时测定，利用高锰酸钾能在碱性介质中被这三种甜味剂还原成绿色物质的 原理，根据动力学速率的不同，采用p l s ，p c r 和c l s 进行数据处理来测定。 过氧化苯甲酰是一种面粉改良剂( 简称b p ) ，由于它能够破坏食品中维生素， 其还原产物苯甲酸摄人过多也不利于人体健康，面粉中b p 传统测定方法为a a c c 的比色法，此方法为经典之作，操作复杂，耗时长。分光光度法对面粉中b p 残留 量的测定，其原理是利用面粉中b p 与反应生成1 2 ，通过测定1 2 的吸光度进行定量。 由于加入面粉中的b p 与面粉中色素作用很快地消耗，据文献报道，加入面粉中8 l m g k g 的b p 两周后残留量为2 2m g k g ，仅占2 7 。因此该方法只适宜新鲜面粉中b p 的测定，不适宜推广使用。尚艳娥等采用间接法测定b p ，最低检出浓度为6 5m g k g ， 完全可以满足实际工作要求。该方法的工作原理为：用铁粉与盐酸反应产生的原 子态氢还原b p 成苯甲酸并提取出来，利用紫外分光光度法测定苯甲酸的吸光度， 从而推算面粉中b p 的添加量。该方法操作简便，乙醚用量少，易推广。 1 2 4 5 食品中掺伪物质的测定 甲醇是白酒分析中的一个重要的指标，它是一种麻醉性较强的无色液体，对 人体的毒性很大。甲醇在人体内能逐渐累积，不易排出体外，即使少量也能引起 人慢性中毒，它经消化道、呼吸道和皮肤摄入都会产生毒性反应，甚至死- 亡：t 6 3 】。目 前白酒中甲醇的测定多采用分光光度法其原理是甲醇在磷酸溶液中，被高锰酸钾 氧化为甲醛，再与无色的亚硫酸品红作用生成蓝紫色化合物，与标准系列比较定 量。 鲍霞等f 删采用5 b r p a d a p g 叹波长分光光度法测定酒样中甲醇，用2 ( 5 溴2 吡啶偶氮) 5 _ - - 7 _ 5 氨基酚( 简写作5 b r p a d a p ) 作为在乙醇溶液( 如酒) 中识别甲醇的 试剂，提出了测定酒中甲醇量的双波长分光光度法，所提出的方法用于测定假冒 酒及工业酒精试样中甲醇的含量，测定结果的相对标准偏差( i f 8 ) 均小于1 。 9 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 吊白块又名甲醛次硫酸氢钠，掺伪者添加于面粉、挂面、米粉等中，加热时 可分解成甲醛和二氧化硫，对人体有毒。吴广臣等【6 5 】采用乙酰丙酮法对食品中吊 白块进行测定，在加热或蒸馏条件下，样品中的甲醛分解出来，被水吸收，在过 量铵盐存在下，与乙酰丙酮作用，生成黄色的3 ，5 二乙酰基1 ，4 二氢卢剔啶，该有 色化合物在波长4 1 5m 处有最大吸收，用分光光度法测定甲醛含量，再换算成吊 白块的含量，检出限o 0 8 3i t g m l ，相对应的最小检出量1 7m g k g ，方法的加标回 收率8 6 3 1 0 3 o ，精密度r s d d , 于3 9 1 。 1 3 柱前衍生高效液相色谱法概述及应用 1 3 1 高效液相色谱法的分析原理 高效液相色谱法是在经典液相色谱法基础上发展起来的。高效液相色谱法是 在高压条件下溶质在固定相和流动相之间进行的一种连续多次交换的过程，它借 溶质在两相间分配系数、亲和力、吸附力或分子大小不同引起排阻作用的差别使 不同溶质得以分离。 1 3 2 高效液相色谱法的特点 经过近三十年的发展，现在高效液相色谱法在分析速度、分离效能、检测灵 敏度和操作自动化方面，都达到了与气相色谱相媲美的程度，并保持了经典液相 色谱法对样品适用范围广、可供选择的流动相种类多和便于制备色谱的优点。其 优点【6 6 】概括如下： 1 分离效能高由于新型高效微粒固定相填料的使用，液相微型色谱柱的柱 效高达5 1 0 3 3 1 0 4 块m 理论塔板数。 2 选择性高由于液相色谱柱具有高柱效，并且流动相可以控制和改善分离 过程的选择性，因此不仅可以分析不同类型的有机化合物及其同分异构体，还可以 分析在性质上极为相似的旋光异构体。 3 检测灵敏度高在高效液相色谱法中使用的检测器大多数具有较高的灵 敏度，如用于痕量分析的荧光检测器。最小检测量可达1 0 。1 2 。 4 分析速度快由于高压输液泵的使用相对于经典液相色谱，其分析时间大 大缩短，当输液压力增加时，流动相流速会加快，完成一个样品的分析时间仅需 几分钟到几十分钟。 除具有以上特点外，它的应用范围也日益扩展，由于使用了非破坏性检测器， 样品被分析后，在大多数情况下可除去流动相，实现对少量珍贵样品的回收，亦 1 0 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 可用于样品的纯化和制备。 1 3 3 高效液相色谱仪的组成 高效液相色谱仪的主要部件有：贮液罐、高压输液泵、进样器、色谱柱、检 测器、记录仪和数据处理装置。其基本的工作流程是：贮液罐中的流动相被高压 泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载人色谱柱内，由于样品 溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动时，经过反 复多次的吸附解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成 单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录 仪，数据以图谱形式打印出来。 1 贮液罐 贮液罐的材料应耐腐蚀，可为玻璃、不锈钢、氟塑料或特种塑料聚醚醚酮 ( p e e k ) 。容积为0 5 2 0l 。对凝胶色谱仪、制备型仪器，其容积应大些。贮液罐放 置位置要高于泵体，以便保持一定的输液静压差。在使用过程中贮液罐应密闭， 以防溶剂蒸发引起流动相组成的变化，还可防止空气中氧气和二氧化碳重新溶解 于已脱气的流动相中。 2 高压输液泵 高压输液泵可分为恒压泵和恒流泵。对高压输液泵的要求是： 1 ) 泵体材料能耐化学腐蚀。通常采用普通耐酸不锈钢或优质耐酸不锈钢。 2 ) 能在高压下连续工作。通常要求耐压4 0 5 0m p a c m ，能在8 2 4h 连续工作。 3 ) 输出流量范围宽。 4 ) 输出流量稳定，重复性高。 3 色谱柱 色谱柱包括柱管和固定相两部分。柱壁材料有玻璃、不锈钢、铝、铜及内壁 光滑的聚合材料的其它金属，一般色谱柱长5 3 0c m ，内径为4 5n 姗，凝胶色谱柱 内径为3 1 2r n l n ，制备色谱柱内径较大，可达2 5m i l l 以上。 4 检测器 高效液相色谱法中的检测器主要用来监视经色谱柱分离后的组分随淋洗液流 出的浓度变化，所描记的图形用于进行定性和定量分析，因此，要求检测器应该 具有灵敏度高、重复性好、线性范围宽、适应范围广、对流量和温度的变化不敏 感等特性。常用的检测器为紫外吸收检测器( t w o ) 、折光指数检测器d ) 、电导 日化品和食品中有害成分的新分析方法研究 第一章 检测器( e c d ) 和荧光检测器( f d ) 。在高效液相色谱中没有通用检测器，实际应用时 按需要和结合各种检测器的特点进行选择应用。 1 3 4 高效液相色谱法的实验技术 当进行高效液相色谱分析时，除了解高效液相色谱法的基本理论外，还应掌 握必须的实验技术包括溶剂的纯化技术、色谱柱的填充技术、色谱柱的保护和再 生技术6 7 1 、梯度洗脱技术、样品的预处理技术和色谱柱前和柱后的衍生化检测技 术，这样才能获得理想的分离效果【6 引。 目前高效液相色谱法虽然得到了很大的应用，遗憾的是还没有一种可以通用的 检测器，这是发展高效液相色谱法所遇到的困难之一，为了扩大它的应用范围，近 年来发展了多种衍生化方