（分析化学专业论文）苏丹红染料荧光性质及分析方法的研究.pdf

摘要 摘要 苏丹红( s u d a nd y e s ) 是一类偶氮苯人工合成染料，因其具有潜在的致癌性，被国 际癌症研究机构( i u 汇) 列为三类致癌物质，禁止作为色素添加剂在食品中使用。因此研 究建立快速、准确和低费用的苏丹红分析方法，以监控食品中违禁物苏丹红的使用，成 为国内外分析研究人员急需解决的问题。荧光分析法选择性好，灵敏度高，检测下限低， 在分析科学及其它相关领域的应用已越来越广泛。苏丹红荧光现象目前尚未见文献报 道，故研究该类物质的荧光性质并利用其荧光现象建立起分析方法具有很强的研究意义 和应用价值。本论文致力于苏丹红荧光性质和荧光快速检测苏丹红新方法的研究。全部 内容分为三章： 第一章简要介绍了苏丹红的分子结构、合成方法、理化性质、用途及国内外近几 年来所发生的主要苏丹红污染事件，重点阐述了苏丹红的危害性和目前国内外苏丹红分 析方法的研究现状。同时介绍了同步荧光分析法的理论基础、具有的优点和分析应用， 最后提出了本论文研究设想。 第二章揭示了苏丹红的荧光现象，开展了苏丹红荧光性质的研究。考察了苏丹红 在不同浓度的h 2 s 0 4 和k o h 乙醇溶液中荧光性质的变化，结果表明，在酸性h 2 s o 。溶液 中苏丹红i 和i i 的荧光峰位置和强度几乎不变，苏丹红i i i 和的荧光峰位置不变，荧光 强度发生明显的变化。在碱性k o h 乙醇溶液中，随着k o h 浓度的不断增大，苏丹红分 子型体的荧光强度逐渐减弱，离子型体的荧光强度逐渐增强，而苏丹红i i i 的离子型体无 荧光现象。再由苏丹红的荧光和吸收光谱上出现的等强度点，可以确定苏丹红在酸碱溶 液中存在着分子与离子型体的转变，表现为在酸性溶液中主要以分子型体存在，在碱性 溶液中主要以离子型体存在。通过对苏丹红进行沸水浴加热和红外灯光照，苏丹红的荧 光强度发生明显的增强和波动，据此初步判断苏丹红在光或热的作用下发生顺反互变异 构的现象。 第三章建立了恒波长同步荧光法同时测定苏丹红i i 和i i i 的新方法。以o 2g l 1 摘要 k o h z _ _ , 醇作为溶剂，使苏丹红i i 和i i i 处于离子型体状态，两种物质的荧光光谱重叠程度 减少。并且结合同步荧光扫描技术，进一步克服光谱干扰。选择适当的波长差从= 6 0 n m ， 只需一次扫描，就可实现苏丹红i i 和i i i 两种物质的同时测定，检测限分别为1 4n g m l d ；币f 1 1 1n g m l 。用于香肠样品的测定，效果良好，回收率在8 3 8 - 1 0 9 5 。 关键词：苏丹红；荧光光谱；同步荧光法 i i a b s t r a c t a b s t r a c t s u d a nd y e sa r ec l a s so fa r t i f i c i a l l ys y n t h e t i ca z o b e n z e n ed y e sm a i n l yu s e da sc o l o r a n t s r e c e n t l y , s u d a nd y e sh a v eb e e nc l a s s i f i e db yt h ei n t e m a t i o n a la g e n c yf o rr e s e a r c ho n c a n c e r ( i a r c ) a sc a t e g o r y3c a r c i n o g e n sd u et ot h e i rp o t e n t i a lc a r c i n o g e n i c i t y f o rt h i s r e a s o n ，s u d a nd y e sa r eb a n n e da sf o o da d d i t i v e sf o rh u m a nc o n s u m p t i o n t h e r e f o r e ，ar a p i d , a c c u r a t ea n dc o s te f f e c t i v em e t h o do fa n a l y s i sf o rt h ed e t e r m i n a t i o no fs u d a nd y e si n f o o d s t u f fi s e x t r e m e l yu r g e n tf o ra n a l y s t s b o t l la th o m ea n da b r o a d f l u o r e s c e n c e s p e c t r o m e t r y 、 ，i t hi t sa d v a n t a g e so fg o o ds e l e c t i v i t y , h i g hs e n s i t i v i t ya n dl o wd e t e c t i o nl i m i t s h a sw i d ea p p l i c a t i o n si nf o o ds a f e t ya n do t h e rr e l a t e df i e l d s s of a rt h e r ei sn op u b l i c a t i o n a b o u tt h ef l u o r e s c e n c ec h a r a c t e r i s t i c so fs u d a nd y e s ，t h e r e f o r et h er e s e a r c ho nf l u o r e s c e n c e p r o p e r t i e so fs u d a nd y e sa n dt h ed e v e l o p m e n to fa n a l y t i c a l m e t h o d sb a s e do nt h e c h a r a c t e r i s t i c sh a v eag r e a ts i g n i f i c a n c ea n dv a l u a b l ea p p l i c a t i o n t h i st h e s i si sm a i n l y f o c u s i n go nt h ei n v e s t i g a t i o no ft h ef l u o r e s c e n c ep r o p e r t i e so fs u d a nd y e sa n dt h en e wr a p i d m e t h o df o rt h e i rd e t e c t i o n t h et h e s i si n c l u d e st h ef o l l o w i n gt h r e ec h a p t e r s ： i nt h ef i r s tc h a p t e r ，m o l e c u l a rs t r u c t u r e ，s y n t h e s i sm e t h o d s , p h y s i c a la n dc h e m i c a l p r o p e r t i e s ，a p p l i c a t i o n s ，a n dm a i ns u d a nd y e sc o n t a m i n a t i o ne v e n t sh a p p e n e dr e c e n t l ya t h o m ea n da b r o a dw e r ei n t r o d u c e d t h eh a r m f u l n e s so fs u d a nd y e sa n dp r o g r e s so ft h e i r a n a l y t i c a lm e t h o d sw e r ed e s c r i b e de x p l i c i t l y t h et h e o r y ，a d v a n t a g e sa n da p p l i c a t i o n so f s y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r yw e r ea l s oi n t r o d u c e d t h eo b j e c t i v e so fd i s s e r t a t i o n w a sp u tf o r w a r da tt h el a s tp a r to ft h i sc h a p t e r i nt h es e c o n dc h a p t e r ，w ed i s c l o s u r e dt h ef l u o r e s c e n c ep h e n o m e n o no fs u d a nd y e sa n d s t u d i e dt h e i rc h a r a c t e r i s i c s t h ec h a n g e so fs u d a nd y e s f l u o r e s c e n c ep r o p e r t i e si nd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n so fh 2 8 0 4a n dk o h e t h a n o ls o l u t i o n sw e r ei n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o wt h a t t h ef l u o r e s c e n c ep e a kp o s i t i o n so fa l lt h es u d a nd y e su n d e ri n v e s t i g a t i o nk e e pc o n s t a n tw i t h t h ec h a n g ei nt h ec o n c e n t r a t i o no fs u l f u r i ca c i d f u r t h e r m o r et h e r ew a sn oc h a n g ei nt h e f l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fs u d a nia n ds u d a ni i ，i nc o n t r a s t 谢t l ls u d a n l i ia n ds u d a n i yw h i c h i u a b s t r a c t e x h i b i t e das i g n i f i c a n tc h a n g ei nf l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yi nd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o nh 2 s 0 4 i n t h ek o h e t h a n o ls o l u t i o n ，i tw a sf o u n dt h a tw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ek o hc o n c e n t r a t i o n ，t h e f l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fm o l e c u l a rf o r mo fs u d a nd y e sd e c r e a s e s ，a n dt h ei n t e n s i t yo fi o n f o r mi n c r e a s e sg r a d u a l l y ，b u tt h e i o nf o r mo fs u d a n i i ii sn o n - f l u o r e s c e n t f r o mt h ei s o s b e s t i c p o i n ti nt h ef l u o r e s c e n c ea n da b s o r p t i o ns p e c t r u mo fs u d a nd y e s ，w ec a l lc o n f i r mt h a tt h e r ei s a ne q u i l i b r i u ms t a t eb e t w e e nm o l e c u l a ra n di o nf o r m si na c i d b a s es o l u t i o n m o l e c u l a rf o r m e x i s t sm a i n l yi nt h ea c i d i cs o l u t i o nw h i l et h ei o nf o r me x i s t s i nt h eb a s i cm e d i u m w h e n s u d a nd y e ss o l u t i o ni sh e a t e di naw a t e rb a t ho re x p o s e dt oi n f r a r e dr a d i a t i o n ，t h ei n t e n s i t y h a sad i s t i n c ti n c r e a s ea n df l u c t u a t i o n s ow ec a nm a k eap r i m a r yc o n c l u s i o nt h a ts u d a nd y e s c o n d u c tt r a n sa n dc i st r a n s f o r m a t i o n sw h e n 廿l e ya r ed e a l tw i t hi n f r a r e dr a d i a t i o no rh e a t i n g i nt h et h i r dc h a p t e r , an e wm e t h o do fc o n s t a n t w a v e l e n g t hs y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c e s p e c t r o m e t r yf o rs i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no fs u d a ni i a n ds u d a n l l lw a sd e v e l o p e d s u d a nl ia n ds u d a n i i ie x i s ti ni o nf o r ma t0 2g l - 1o fk o he t h a n o la ss o l v e n t , a n dt h e f l u o r e s c e n c es p e c t r ao v e d a po ft h et w od y e sd e c r e a s e d c o m b i n e d 、加廿lt h es y n c h r o n o u s f l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y , t h es p e c t r a li n t e r f e r e n c ec a nb ee f f i c i e n t l yo v e r c o m e o n l yo n e s i n g l es c a ni sn e e d e df o re f f e c t i v ei d e n t i f i c a t i o na n dq u a n t i t a t i v ed e t e r m i n a t i o no ft h et w o c o m p o u n d ss i m u l t a n e o u s l yw h e na 2 l = 6 0n mi sc h o s e n t h ed e t e c t i o nl i m i t sf o rs u d a ni ia n d s u d a n l l lw e r e1 4n g m l 1a n d11n g m l ，r e s p e c t i v e l y b yu s i n gt h i sm e t h o d ，s u d a ni ia n d s u d a n l i is p i c e di ns a u s a g es a m p l e sw e r ed e t e r m i n e dd i r e c t l yw i t hg o o dr e s u l t s t h e r e c o v e r i e so fs u d a ni ia n ds u d a n l i ii ns a u s a g ew e r e8 3 8 - 10 9 5 k e y w o r d s ：s u d a nd y e s ；f l u o r e s c e n c es p e c t r a ；s y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y 厦门大学学位论文原创性声明 本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均 在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和厦门大学研究生学 术活动规范( 试行) 。 另外，该学位论文为( 的研究成果，获得( 李 黼在c 彩蚜 ) 课题( 组) ) 课题( 组) 经费或实验室的 ) 实验室完成。( 请在以上括号内填写课 题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特 别声明。) 声明人( 签名) ：孝害隧 秒乃年7 月衫日 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人同意厦门大学根据中华人民共和国学位条例暂行实施办 法等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交 学位论文( 包括纸质版和电子版) ，允许学位论文进入厦f - j ：k 学图书 馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国 博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和 摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于： () 1 经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文， 于 年a 日解密，解密后适用上述授权。 ? ( v ) 2 不保密，适用上述授权。 ( 请在以上相应括号内打“”或填上相应内容。保密学位论文 应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密 委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权。) 声明人。：荔甚滗 俐年7 月刁日 第一章文献综述 1 1 苏丹红简介 第一章文献综述 苏丹红( s u d a nd y e s ) 又名油溶红、溶剂红，是一组人工合成的以苯基偶氮萘酚为 主要基团的人工合成色素，其合成的前体通常是芳香胺，在亚硝酸根离子和酸性条件下， 芳香胺转化为重氮化离子，这种重氮化离子再与带有供电子基的芳香化合物发生偶合反 应，从而形成偶氮化合物【l 】。1 8 9 6 年科学家达迪将其命名为苏丹红并沿用至今。由于 苏丹红成本低廉、颜色鲜艳、不易褪色，被大量地应用在工业、化学和生物医学等领域， 常作为工业染料被广泛用于如溶剂、油、蜡、汽油的增色以及鞋、地板的增光等方面， 还用于诸如纺织品、纸张、皮革、食品、化妆品以及焰火礼花的着色【2 】。 苏丹红为亲脂性偶氮化合物，外观呈暗红色或深黄色片状晶体，难溶于水，可溶于 醇类、烷烃等有机溶剂。因为苏丹红是合成染料，对光线的敏感性不强，添加苏丹红后， 就会使物品长期保持鲜红。 ： 苏丹红系列化合物主要包括苏丹红i 、i i 、i i i , a i v 4 种，其中苏丹红、i i i 和为 苏丹红i 的化学衍生物，i 、i i 号为单偶氮染料，i i i 、为双偶氮染料。它们的名称、 分子式和结构式见表1 1 。 表1 1 苏丹红i 、和分子的名称、分子式和结构式 商品名分子式化学名称结构式 苏丹红i c 1 6 h 1 2 n 2 0 卜苯基偶氮一2 一萘酚 ( s u d a ni )2 4 8 2 8 ( 1 - p h e n y l a z o - 2 一n a p h t h a l e n 0 1 ) l 一【( 2 ，4 - 二甲基苯) 偶氮1 - 2 一萘酚 苏丹红i i c l g - i l 斟2 0 l - 【( 2 ，4 - d i m e t h y l p h c n y l ) a z o - ( s u d a n i i )2 7 6 3 4 2 - n a p h t h a l e n o l 3 厦门大学硕士学位论文 1 - 【4 一( 苯基偶氮) 苯基】偶氮 - 2 一 苏丹红i i i c 2 2 h 1 6 1 , 1 4 0 萘酚 ( s u d a n i i i ) 3 5 2 4 0 1 一 【4 一( p h c n y l a z o ) p h c n y l a z o 一 2 - n a p h t h a l e n o l 1 - 2 一甲基- 4 - 【( 2 一甲基苯) 偶氮】苯 苏丹红i vc 2 4 i - 1 2 0 n 4 0 基) 偶氮) 2 萘酚 ( s u d a n i v )3 8 0 4 5 1 - 2 一m e t h y l - 4 一【( 2 - m e t h y l p h e n y l ) a z o p h e n y l a z o - 2 - n a p h t h a l e n o l 1 2 苏丹红的危害 大量的研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，某些合成 色素甚至会危害人体健康，特别是偶氮化合物类合成色素的致癌作用更为明显。偶氮类 染料是目前使用最广泛的合成食品色素，由于大多数偶氮化合物都具有一定的毒性，其 结构和毒性的强弱具有很强的相关性。 早期的研究表明，苏丹红本身不会直接对人体产生有害的影响，然而该类物质为什 么被如此关注，主要的原因是苏丹红在体内和环境中会发生代谢，而其代谢产物具有致 癌性 3 ，4 】。对苏丹红系列化合物的代谢研究表明，这类偶氮染料主要是经食物从口摄 入进入肌体，而人类皮肤对苏丹红的吸收率较低，进入体内的苏丹红主要通过胃肠道微 生物还原酶、肝和肝外组织微粒体和细胞质的还原酶进行代谢，在体内代谢成相应的芳 香胺类物质。代谢情况如下图： 2 第一章文献综述 图1 1 苏丹红i 、和的代谢图 醚睽+ 俨 h 3 h + h 2 舻。避铲：+ h 2 心z + h o , 物 p z 小n o 避盯2 + + 兮炉n 旬删： 掣崦+ h 唧：+ 还原酶 - i 卜 3 c h 3 2 - - n h 2 + 臼 c h l 厦门大学硕士学位论文 一n 电一z c h 3 由上图可得，苏丹红在体内代谢的产物均为苯胺或萘酚的衍生物。苯胺是制造染料、 橡胶促进剂及抗氧剂等的原料，是一种重要的有机合成中间体。一旦苯胺接触人体皮肤 或进入消化系统以后，一方面由于苯胺可直接作用于肝细胞，引起中毒性肝病，还有可 能诱发肝脏细胞基因发生变异，增加了人体癌变的几率；另一方面，有可能因为苯胺将 血红蛋白结合的f e ( i i ) 氧化为f e ( i i i ) ，导致血红蛋白无法结合氧，使人患上高铁血 红蛋白症，引起中枢神经系统、心血管系统受损，甚至导致不孕【5 】。萘酚作为中间体， 主要应用在染料、油脂、农药的合成与生产中，还可作为着色剂用于染发剂中。萘酚具 有致癌、致畸、致敏、致突变的潜在毒性，对眼睛、皮肤、粘膜有强烈的刺激作用，大 量吸收可引起出血性肾炎【6 】。 苯胺或萘酚的衍生物均被国际癌症研究机构( i a r c ) 列为二类( 对动物怀疑有致 癌性物质) 或三类致癌物质，具有遗传毒性，摄入对人体有害。而苏丹红i 、i i i 和 在体内代谢的产物均为苯胺或萘酚的衍生物，因此在食品中必须禁止使用。 研究人员发现苏丹红及其代谢物可与d n a 和r n a 形成加合物，引起遗传物质d n a 和r n a 的损伤【7 1 3 】。可诱导大鼠肝癌的发生，引起小鼠、大鼠、家兔其它器官如膀胱 和脾脏产生肿瘤，显现出可能致癌的特性 1 4 1 7 】。在多项体外致突变试验和动物致癌试 验中都证实了苏丹红的致突变性和致癌性与代谢生成的胺类物质有关。 由于苏丹红染料对人体健康具有潜在危险性，因此早在1 0 多年前就被国际癌症研究 机构( i a r c ) 归类为第三组可疑致癌物质【1 8 】，即动物致癌物，其致癌性已经在兔子、老 鼠身上得到了验证，目前尚不能确定对人类有致癌作用，但具有潜在的致癌危险。1 9 9 5 年欧盟( e 功已禁止其作为色素在食品中添加，我国也在1 9 9 6 年的食品添加剂卫生标准 中就明令禁止使用“苏丹红”。 苏丹红诱发肿瘤的剂量是人体最大摄入量的2 4 个数量级，故其对人体致癌的可能 性较小，但并不意味着其无危险性，偶然摄入含有少量苏丹红的食品，引起的致癌危险 性不大，但如果经常摄入含较高水平苏丹红的食品就会增加其致癌的危险性，特别是由 4 第一章文献综述 于苏丹红的代谢产物是人类的致癌物质。目前对这些物质尚没有耐受摄入量，因此应尽 可能避免摄入这些物质。 1 3 苏丹红的污染状况 由于苏丹红合成成本低廉，着色力强，颜色鲜艳稳定，被一些食品工业的不法厂家 使用。最早被发现产品中存在苏丹红i 号染料的为英国第一食品公司，该公司在2 0 0 2 年从印度进口了5 吨含有苏丹红i 号的红辣椒粉，将其用于生产各类品牌的伍斯特调料。 2 0 0 3 年初，欧盟( e 功对从印度进口的红辣椒粉中苏丹红i 的含量进行检测，查出每千克 红辣椒粉中含有2 1 8 3 5 0 0m g 的苏丹红i 。同时在其它一些食品中也检测到这种物质， 为此欧洲委员会但c ) 于2 0 0 3 年6 月底公布2 0 0 3 6 0 e c 号指令，要求对来自非成员国的输 欧红辣椒及其产品必须经检测以证明不含苏丹红i 。2 0 0 4 年1 月2 1 日，e c 又公布第 2 0 0 4 9 2 厄c 号指令，对苏丹红i 、i i i 和提出了新的要求，严防含有这4 种苏丹红 染料的红辣椒及其产品进入欧盟各成员国。2 0 0 5 年2 月1 8 日英国食品标准署就食用含有 添加苏丹红色素的食品向消费者发出警告并在其网站上公布了亨氏、联合利华等3 0 家企 业生产的可能含有苏丹红i 的3 5 9 个品牌的食品，截至2 月2 1 日清单上的产品增加到了 4 1 9 种，不久又扩大至u 6 1 8 种，这些产品包括虾色拉、香肠、泡面、熟肉、馅饼、辣椒粉、 调味酱等产品【1 9 】。其它国家也有类似的发现 2 0 】。此次苏丹红色素污染食品事件，被 英国媒体称为自疯牛病之后最大的食品工业危机事件。自此，含有苏丹红食品的清查和 销毁行动在全世界范围展开。 我国国家质量监督检验检疫总局也于2 0 0 5 年2 月2 3 日发出紧急通知，要求各地质检 部门加强对含有苏丹红i 食品的检验监管，严防含有苏丹红i 的食品进入中国市场，并 在全国范围内展开对可能含有苏丹红i 食品的抽查行动。自2 月2 3 日国家质检总局部署 在全国彻查苏丹红以来，我国政府采取了历史上最大规模的食品清查追缴行动，从亨氏 美味源辣椒酱到肯德基等五种食品，再到国家质检总局公布的8 8 种食品中含苏丹红成 分，越来越多的食品企业受到牵连，涉红食品召回浪潮此起彼伏。2 0 0 5 年4 月5 日宣布， 在对全国1 8 个省、市、区可能含有苏丹红的食品展开专项检查后发现，3 0 家生产企业的 8 8 种食品及添加剂含有苏丹红。 厦门大学硕士学位论文 2 0 0 6 年1 1 月1 2 日，央视每周质量报告披露：一些河北销往北京的红心鸭蛋中含 有有毒工业染料“苏丹红号”。随后又在全国其它地方也发现了含有苏丹红的红心鸭 蛋，“苏丹红”污染风波又在我国迅猛刮起，再次引起人们对食品安全的关注。 以上的一系列苏丹红污染食品事件，已严重地危害了食品的安全，因此加强对食品 中违禁物苏丹红的检测及监管，对保障人类身体健康具有重要的意义。 1 4 苏丹红分析研究现状 1 4 1 两种国标检测法的比较 我国和欧盟苏丹红检测的标准方法都采用高效液相色谱法( h p l c ) 【2 1 ，2 2 】。 欧洲健康与消费者保护委员会制定的检测方法：辣椒粉及以辣椒为主要成分的产品 中苏丹红和胭脂树橙的含量分析。该标准分析方法采用样品粉碎后经乙腈提取，过滤， 滤液用反相高效液相色谱仪进行色谱分析，以可变波长的紫外一可见检测器进行定性与 定量，阳性样品用液相色谱一高分辨率质谱仪( l c 一洲s ) 确认。由于使用了高分辨 率的质谱仪，该方法样品处理程序极其简单，准确度高，但需要昂贵的高分辨率质谱仪 与液相色谱联用方能确认，不适合我国大面积采用。同时，由于样品仅经过简单的溶剂 浸泡和稀释，样品最终被稀释的比例较大，液相色谱筛选时检出限太高，容易漏掉低含 量的样品。 苏丹红事件刚发生时，由于我国还没有食品中苏丹红的检测标准，大多数实验室均 采用和参考欧盟的检测方法( 高效液相色谱法) 。2 0 0 5 年3 月2 9 日国家质量监督检验检疫 总局和国家标准委联合发布食品中苏丹红染料的检测方法一高效液相色谱法( g b f r 1 9 6 8 1 2 0 0 5 ) 2 2 。该方法由大连质检所研究建立的，采用正已烷作为萃取溶剂，氧化铝 小柱净化样品，用高效液相色谱一紫外法检测食品样品中的苏丹红i 、i i i 和号， 方法能较好地去除样品中的杂质，无需采用高分辨率质谱仪来进行确认。该标准规定了 苏丹红系列染料的测定方法，适用于食品中苏丹红染料的检测，使用普通的高效液相色 谱仪就能够准确完成。此标准的制定充分考虑我国的实际情况，采用正相吸附和固相萃 取原理，一次性去除样品中辣椒色素和番茄色素对食品中苏丹红检测结果的影响，解决 6 第一章文献综述 了国外检测标准适用范围窄、设备昂贵、成本高等不足。 我国国标法与欧盟标准的主要不同之处在于增加了用氧化铝柱层析法净化的步骤， 同时充分考虑到我国的实际情况，使用配置较为简单的仪器。但该方法样品处理过程复 杂，尤其是在制作氧化铝小柱的过程中，氧化铝的活性难以控制，活性过高或过低都使 方法回收率难以保证。氧化铝活度过强时，苏丹红会吸附在固定相上，无法洗脱完全， 氧化铝活度过弱，上样时，苏丹红会有部分在正已烷洗脱液中流失。因而需要对每个批 次的氧化铝活性进行评估和调整，不易掌握。同时该方法的流动相配制和洗脱程序过于 复杂，流程长，仅仪器分析时间就达至i j 4 0m i n 。由于国标法操作步骤复杂，一次分析时 间太长，导致方法总体效率低下。另外，如果色谱中存在干扰峰，国标法也无法进行鉴 定和确认，而且由于食品种类繁多、基体复杂，国标法不可避免地会出现假阳性结果。 基于国标法存在的诸多问题，许多研究人员相继建立了苏丹红检测的多种分析方 法，以期达到快速、准确的目的。 1 4 2 分光光度法 紫外一可见分光光度法( u v 二s ) 简单、易操作，所需的检测费用低，在分析领 域中经常使用。国外学者c a p i t a n v a l l v e y 2 3 、c a p i t a n 2 4 和v a l e n c i a 2 5 等提出固相一分 光光度法测定苏丹红i 号，检测限可达到o 2 - - 2 0m g l ；国内研究人员余孔捷等 2 6 】 利用石油醚对红辣椒及其产品中的苏丹红i 号进行萃取，氧化铝层析柱分离后，采用分 光光度法进行测定，结果满意。p i e l e s z 2 7 等通过比较了紫外一可见分光光度法和高效 液相色谱法两种分析方法的实验结果，最后得出结论：可采用简单、低费用的分光光度 法对苏丹红的总量进行初步的分析，具体准确的定性和定量再利用高效液相色谱法来实 现。 由于苏丹红i 、i i 、i i i 和号属同一系列化合物，结构相似，在测定波长的范围内 吸收光谱存在严重的重叠。而且分光光度法的选择性和灵敏度相对较差，只能对苏丹红 的总量进行初步的分析，无法对不同物质进行选择性地分别测定，且检测限相对较高， 无法适用于食品中低含量苏丹红的分析检测要求。 厦门大学硕士学位论文 1 4 3 高效液相色谱法 利用高效液相色谱法( 玎? l c ) 对苏丹红进行分析最为常用【2 8 4 0 】。由于食品的种 类繁多、成分复杂，存在着大量的干扰物质，因此通过色谱分离后再进行苏丹红的测定 具有一定的优势。目前文献报道的各种高效液相色谱法多数建立在国标法的基础上，主 要是在样品的前处理方面进行了改进。如p u o c i 等 4 1 1 采用分子印迹聚合体作为固相萃 取，选择性地分离出食品中的苏丹红i 号，然后利用高效液相色谱法进行分析检测。凝 胶柱净化 4 2 4 6 是基于苏丹红与干扰物的相对分子质量的差异进行，在凝胶色谱柱上苏 丹红可和分子量较大的油脂和天然色素等干扰物分离，从而达到较好的净化效果，最后 利用高效液相色谱一紫外法检测食品样品中的苏丹红i 、i i 、i i i 署n i v 。该方法样品的前 处理得到了较好的净化，对待测物的干扰小，回收率得到相应的提高，即使使用相对廉 价的仪器，也能得到较高的准确度。同时，本方法原理简单，整个分析过程容易控制， 且凝胶柱净化法很容易实现自动化，因而易于推广。 由于高效液相色谱法对样品的前处理相对复杂，使待测物的回收率偏低，分析检测 所需要的时间较长，不适合对市场上大量的食品样品中的苏丹红实行快速的筛查。 1 4 4 液相色谱一质谱法 质谱分析具有准确性高、重现性好、回收率和选择性高、分析时间短、样品处理步 骤简单等优点，已成为现代分析科学里不可或缺的工具。因此许多研究人员先后建立了 液相色谱一质谱法( l c m s ) 直接测定食品样品中的苏丹红 4 7 5 5 】，获得了良好的效果。 然而由于食品基质复杂，种类繁多，干扰程度大，样品中苏丹红的分析物浓度往往 较低，而且该系列化合物结构相似，高效液相色谱法分析结果易出现假阳性，故利用质 谱分析技术对样品中的苏丹红进行确认是非常必要。如欧盟公布的苏丹红检测方法即利 用高效液相色谱法进行定性定量，阳性样品用液相色谱一质谱联用仪确认。m a z z e t t i 等 【4 5 1 用凝胶柱( o p c ) 对样品净化后，利用高效液相色谱仪进行分析检测，阳性苏丹红样 品经质谱确认。 由于质谱分析所需要的仪器和分析费用都比较高，一般基层的实验室无法开展此 8 第一章文献综述 项工作，因此质谱法对我国来讲难于全面普及，作为常规的苏丹红样品分析方法不易实 现。 1 4 5 气相色谱一质谱法 目前文献报道利用气相色谱质谱法( g c m s ) 对苏丹红进行分析检测的工作相对 较少 5 6 - 6 0 ，且只用来分析苏丹红i 和，其原因是苏丹红i i i 和沸点太高，在仪器使 用的温度范围内难于气化，因此无法利用气相色谱一质谱法直接进行定性和定量 6 0 】。 由于气相色谱质谱法对样品的前处理要求较高，耗费的时间长，仪器和分析费用 相对较高，一般基层的实验室无法开展此项工作，因此不适合作为苏丹红的常规检测方 法。 1 4 6 薄层色谱法 薄层色谱法( t l c ) 应用于苏丹红的分析检测目前文献报道较少，主要原因是由 于通过薄层分离直接对苏丹红进行定性定量的选择性和准确度差，是一种定性半定量的 方法，必须结合其它的技术，才能获得较佳的效果。如l a n c a s t e r 【6 1 ，6 2 等利用薄层色谱 分离结合c c d 照相机成像，根据成像的峰面积和苏丹红i i 的量建立了定量关系，该方法 的检测限可达到0 5n g ，所得结果良好。 由于薄层色谱法在应用上存在很大局限性，实际应用中只能利用该方法对样品中的 苏丹红进行初步的筛查，难于满足食品中苏丹红的分析检测要求。 1 4 7 其它的方法 另外一些研究人员还建立了电喷雾解析电离质谱法( d e s i - m s ) 钡j j 定苏丹红i 号 【6 3 、大气压化学电离源一串连质谱一同位素稀释法( a p c i - m s i d ) 测定苏丹红i 号 【6 4 、全内反射一热棱镜光谱法( t i r - t l s ) 用于苏丹红i i 号的测定 6 5 1 、毛细管电泳法测 定苏丹红i 、i i i 和i v 6 6 、流动注射化学发光法测定苏丹红i 号【6 7 】和电分析法测 9 厦门大学硕士学位论文 定苏丹红i 号 6 8 1 等多种的分析方法。 由于以上几种方法还存在一定的局限性，方法的应用性尚未普及，因此还无法作为 苏丹红的常规快速检测方法。 1 4 8 小结 目前对食品样品中苏丹红的检测主要采用高效液相色谱法，阳性样品经质谱分析技 术确认。然而由于高效液相色谱法对样品的前处理过程复杂，分析检测时间长，而且质 谱分析所需要的仪器和分析费用高，一般基层的实验室无法开展此项工作，对我国来讲 很难全面普及，也不利于对大规模的样品进行快速筛查。其它几种方法都还存在着一定 的局限性，不适合作为苏丹红的常规检测方法。因此研究建立一种快速、准确定性定量 食品中苏丹红的新方法是非常必要的，对保障食品安全，确保人类身体健康具有重要的 意义。 1 5 同步荧光分析法 荧光分析法选择性好，灵敏度高，检测下限低，在分析科学及其它相关领域的应 用已越来越广泛 6 9 】。因此开展研究苏丹红分子的荧光性质，利用其荧光现象建立起苏 丹红的检测新方法具有重要的实际意义。 常规的荧光法是在固定的激发波长( 地x ) 位置激发，通过扫描发射波长( 九e m ) 得到发 射光谱：然后固定发射波长，扫描激发波长可得到激发光谱。同步荧光扫描技术是由 l l o y d 7 0 1 首先提出，它与常用的荧光测定方法最大的区别是同时扫描激发和发射两个单 色器波长，由测得的荧光强度信号与对应的激发波长( 或发射波长) 构成光谱图，称为 同步荧光光谱 7 1 1 。由于常规的荧光分析法在实际应用中往往受到限制，对一些复杂混 合物分析常遇到光谱相互重叠、不易分辨的困难，和常规荧光分析法相比，同步荧光分 析法具有谱图简化、谱带窄化、选择性提高和光散射干扰减少等特点，是一种具有高选 择性、高灵敏度的分析方法，尤其适合多组分混合物的分析 7 2 7 8 】。 根据激发和发射两种波长在同时扫描过程中彼此间所保持的关系，同步荧光分析法 l o 第一章文献综述 可分为如下四种类型： 第一种类型是在同时扫描过程中使激发波长( x e x ) 和发射波长( x e m ) 彼此间保持固 定的波长间隔( k e m - - x e x = 常数) ，这种方法称为“恒( 固定) 波长同步荧光分析法( c o n s t a n t - - w a v e l e n g t hs y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y , c w s f s ) ，即习惯上所说的同步荧 光法，是最早提出的一种同步扫描技术 7 9 8 1 】。 第二种类型则以能量关系代替波长关系，在两个单色器同时扫描过程中使激发波 长与发射波长之间保持固定的能量差，这种方法称为“恒能量同步荧光分析法 ( c o n s t a n t e n e r g ys y n c h r o n o u sf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r yc e s f s ) 8 2 8 4 1 。 第三种类型称为“可变角( 或可变波长) 同步荧光分析法( v a r i a b l e - a n g l es y n c h r o n o u s f l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y , v a s f s ) ” 8 s 一8 7 ，该法在测绘同步荧光光谱时，使激发和发射 两个单色器以不同的速率同时进行扫描 第四种类型称为“恒基体同步荧光分析法( m a t r i xi s o p o t e n t i a ls y n c h r o n o u s f l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y , m i s f s ) 8 8 9 0 ”，其扫描路径表现为基体( 将干扰物视为基体) 的等荧光强度线。 下面重点阐述恒波长同步荧光法。 恒波长同步荧光分析法要求在光谱扫描过程中保持a x = x e m - - x e x = 常数，扫描所 得的同步荧光光谱既可视为同步扫描激发波长时的发射光谱，亦可看成同步扫描发射波 长时的激发光谱。同步荧光光谱的波长轴既可以用激发波长表示，也可以用发射波长表 示。在同步扫描过程中，九值的选择十分重要，这直接影响到同步荧光光谱的形状、 带宽和信号强度。这项技术非常简单，在常规的商品化仪器就能实现，因此其应用最为 广泛【9 1 9 7 】。与常规荧光分析法相比，同步荧光方法可以通过选择合适的波长差九克 服瑞利光的干扰。应用恒波长同步扫描技术的关键在于：( 1 ) 为了得到最佳结果，必须 预先确定最佳波长差，最佳波长差可以由三维光谱中得到或经试验获得：( 2 ) 在一些多 组分体系中，为了完全区别各个组分必须选取不同的波长差。因此，预先得到显示样品 荧光性质的总光谱图是非常有用的。 1 6 论文设想 厦门大学硕士学位论文 1