新型有机生物分析仪器和试剂在食物药物分析中的应用.pdf

第4 1卷第 1 1期 2 0 1 2年 l 1月 当 代 化 工 C o n t e m p o r a r y C h e mka I n d u s t r y V o 1 4 1 N O 1 1 N o v e mb e r 2 0 1 2 新型有机生物分析仪器和试剂 在食物药物分析中的应用 张来新 胡小兵 宝鸡文理学院化学化工系 陕西 宝鸡 7 2 1 0 1 3 摘 要 简要介绍了有机生物分析的应用与发展 重点综述了新型有机生物分析仪器及检测方法在食物分 析中的应用 有机生物分析中的新型纳米材料及应用 新型有机生物分析仪器及新方法对药物有效成分的检测 并对有机生物分析的发展前景进行了展望 关键词 有机分析 生物分析 应用 中图分类号 0 6 5 7 7 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 2 1 1 1 2 8 5 0 4 App lic a t io n o f Ne w Ty pe O r g a n ic Bio a na ly s is I n s t r u m e nt s a nd Re a g e n t s in Fo o d Ana lys is a nd Ph a r m a c e u t ic a l Ana ly s is ZHANG Lai xi n HU Xi ao bi n g De p a r t me n t o f C h e mis t r y C h e mic a l E n g i n e e r i n g B a o j i U n i v e r s i t y o f Art s a n d S c ie n c e s S h a a n x i Ba 7 2 1 0 1 3 C h in a Ab s t r a c t Ap p li c a t i o n a n d d e v e lo p me n t o f t h e o r g a n ic b io a n a ly s is we r e in t r o d u c e d a n d a p p li c a t i o n s o f n e w t y p e o r g a n ic b i o a n a ly s is i n s t r u me n t s a n d t h e d e t e c t i o n me t h o d i n f o o d a n a l y s i s a n d me d ic i n a l c o mp o n e n t t e s t we r e d is c u s s e d a s we ll a s a p p lic a t io n o f n e w n a n o m e t e r ma t e r ia ls in t h e o r g a n ic b io a n a ly s is At la s t d e v e lo p me n t t r e n d o f t h e o r g a n ic b io a n a ly s is wa s p r o s p e c t e d Ke y wo r d s Or g a n ic a n a ly s is Bio a n a ly s is Ap p lic a t io n 有机生物分析是人类认识物质世界的重要手 段 是维持人类生存及可持续发展所必须的工具 它们将涉及并应用于围计民生的各个方面 诸如石 油产品 化工原料 树脂 油漆 炸药 农药 食 品 药物 洗涤剂 染料 纺织品 环境 材料 生命 能源 国防 航空航天等所有高科技领域 无论从基础理论研究方面和应用方面 有机生物分 析 的重要性毋庸赘 言 故积极开发研究有机生物 分析仪器 试剂及创建有机生物分析 的新方法新技 术 无疑对推动科学发展 造福人类将产生巨大的 推动力 l新型有机生物分析仪器及检测方法 在食物分析中的应用 1 1 新型磁性多壁碳纳米管对鸡蛋中磺胺类抗生 素的萃取 磺胺类药物 S A S 是一类用于预防和治疗细菌 感染性疾病 的抗感染药剂 具有杀菌作用 因此不 法分子常添加于饲料 中 由于磺胺类药物在动物体 内的作用时间和代谢时间较长 往往造成动物组织 排泄物甚至由其生产的食品中有磺胺类药物残留 而长期食用有磺胺类药物残留的食品会损害人体健 康 因此各国对兽药在动物性食品中的残留量都有 严格规定 欧盟等国家规定了动物性食品中总磺胺 的最高残 留限量为 0 1 mg k g 吉林大学 的徐 阳等成 功的合成了磁性多壁碳纳米管 MMWC N T 并将其 应用于萃取鸡蛋中的磺胺 萃取过程只需要将稀释 后的鸡蛋样品和 MM wC N T进行搅拌即可完成 再 通过 f J J H 磁场吸附有 S A S的 MM WC N T与样品基质 分离 实验中对影响萃取的诸多参数进行了优化 从纳米管上洗脱的 S A S 最终采用液相色谱串联质谱 进行分析 方法的加标 回收率在 7 2 8 9 6 5 l 4 1 该法为食品分析的好方法 1 2 光纤光谱方法快速检测饮料 中的维生素 C 维生素 c又称为抗坏血酸 是维持生命活动所 需要的一类小分子有机化合物 医用价值高 又是 理想的食品添加剂 对生命体内和食品中维生素 c 水平的检测 意义重大 但维生素 c具有较强的还 原性 在中性和碱性环境下不稳定 遇热易分解 因此 建立快速测定维生素 c的的新方法实用性强 湖北师范学院的魏国芬等人采用光纤光谱技术 建 立了快速测定维生素 c的新方法 结果表明 维生 收稿 日期 2 0 1 2 0 1 1 6 作者简介 张来新 1 9 5 5 一 男 陕西周至 宝鸡文理学院化学化工系教授 主要从事大环化学研究及天然产物分离提取 E m a il z h a n g lx l 2 1 5 s in a c o rn 电话 0 9 1 7 3 3 6 4 1 2 9 1 2 8 6 当 代 化 工 2 0 1 2 年 1 1月 素 c浓度在 1 0 1 2 g g mL范围内与光信号呈 良好的 线性关系 检出限 s N 3 为 0 3 g g mL 加标回收率 在 9 9 1 0 4 该方法具有操作简便 分析速度 快 装置微型化 信价比高 易于推广 可实现在 线测量 灵敏度高等优点 可成功应用于饮料分析 1 2 核磁共振法对海产 品中砷的测定 砷是一种有毒元素 全球有 5 0 0 0多万人口正 面临着砷中毒的威胁 特别是近年来由于以非法错 误的方式开采矿产资源导致砷大量进人食物和饮用 水中 因此对砷进行形态分析对于正确评价样品中 砷的潜在危害以及治理砷污染都有重要意义 而海 产品等含有多种形态的含砷化合物 即无机砷和有 机砷 它们的毒性与形态密切相关 因此需要同时 检测各种含砷有机物的含量 四川大学的邓鹏翅等 人利用核磁共振法与固相微萃取等技术联用 可 以 同时定量检测多种砷化合物 该法是一种相对绿 色环保 有发展潜力的检测方法 1 3 分子印迹凝胶光子晶体抗生素传感器的应用 抗生素的大量生产及滥用所造成的危害近年来 引起 国内外极大的关注 其中食 品和环境 中痕量抗 生素的检测一直是分析T作者致力解决的问题 天 津大学的王丽清等人将分子印迹技术和凝胶光子晶 体技术相结合 以四环素为模板分子 以丙烯酰胺 和丙烯酸为功能单体 以 N N 一 亚甲基双丙烯酰胺为 交联剂 热引发聚合 洗脱模板分子 洗脱胶体晶 体模板 制备出了反蛋白石结构四环素印迹凝胶光 子晶体 这对四环素分子印迹具有良好的选择性 该印迹凝胶光子晶体可用于食品样品的四环素残留 物的定量检测 1 4 用于多种蛋 白质近同时分析的电化学发光免 疫传感器陈列 基于抗原体特异性反应的免疫分析 在临床诊 断 环境检测和食品安全中起着重要 的作用 而多 组分分析近年来成为免疫分析中的热点 西南大学 的李翠芳等人 以丝网印刷电极为基底 构建了基于 空间分辨模式 的电化学发光免疫传感器陈列 竞争 免疫反应后 经依次激发 实现了三种免疫球蛋白 的近 同检测 该方法无交叉 干扰 简单 灵敏 有望应用于床前分析和现场分析 1 5 C E lCP MS 联用技术分析测定富硒米 中 不同形态硒化合物 硒为人体必须的微量元素 研究发现 在硒浓 度 日摄取量为 5 0 2 0 0 mg 范围内 硒对人体才是有 益的 缺乏或过量摄取都对人体不利 随着人们对 健康的关注程度越来越高 硒对人体健康的作用也 越来越被人们所重视 各种富硒食 品逐渐进入人们 的 日常生活 硒在 自然界中主要是以无机和有机化 合物形态存在 不同形态的硒具有不同的毒理学和 生物性质 故寻找一种灵敏 准确的分析方法直接 监测环境的生物样品中硒化合物的存在形态及浓度 是非常重要的 为此 福州大学的郑进平等人建立 了硒酸 s e V I 亚硒酸 S e I V 硒代胱氨酸 S e C y S 2 和硒代蛋氨酸 S e Me t t 种硒分离检测的 c E I c P MS联用方法 应用该方法成功测定了富硒米中 4 种硒化合物 该方法的加标回收率为 8 0 1 0 2 该方法将在食品分析中被广泛应用 2 有机分析和生物分析中的新型纳米 材料及应用 2 1 基于 T i O厂 B S A 一HR P标记抗体的高灵敏在 化学发光免疫分析 在当今世界范围内 癌症 糖尿病 心血管疾 病等恶性疾病严重威胁着人类的生命安全 恶性疾 病的早期诊断与治疗是提高患者生存率的关键 在 病早期 这类疾病的标志物含量极低 因此 提 高探针标记量 改善分析灵敏度是该领域研究的热 点 西南大学 的王振兴等人用新型 T iO 一B s A纳米 结构提供的良好微环境用于固定生物分子 同时增 加 了纳米材料表面的蛋白装载量 基于 B S A的桥联 放大作用 制备了装载有大量辣根过氧化物酶标记 抗体的 T iO 纳米探针 用于检测人免疫球蛋白 效 果 良好 在最优条件下 检测限可达到 1 0 n g mL 0 本研究建立 的方法运用于检测低浓度的疾 病标志 物 具有灵敏度高的优点 2 2 氨基化 四氧化三铁纳米粒子的合成及对 5种 有机砷的吸附 磁性 F e O 纳米粒子对无机砷具有 良好的吸附 能力 但对有机砷的吸附效果一般 首都师范大学 的李燃等利用无机相共沉淀法合成了磁性 F e O 纳 米粒子 并在表面修饰氨基 以丙酮作溶剂 用氨 基化四氧化三铁纳米粒子对 5种有机砷进行吸附实 验 在静电和氢键 的作用下 吸附效果显著提高 吸附率接近 1 0 0 该研究为环境样 品中痕量有机 砷的富集与检测奠定了极好的基础 2 3 金银合金纳米粒子在 S P R传感器中的应用 基于S P R技术的光学生物传感器具有样品无需 标记 实时检测反应 的动态过程等优点 已成为一 种成熟的检测生物分子之间相互作用的方法 金和 银纳米粒子由于其独特的光学特性已广泛应用到 S P R传感器中 金纳米粒子具有水溶性好 化学稳 第 4 1卷第 1 1期 张来新 等 新型有机生物分析仪器和试剂在食物药物分析中的应用 1 2 8 7 定性高等优点 银纳米粒子比金纳米粒子呈现更好 的灵敏度 但纯银纳米粒子是不稳定的 为了克服 各自的缺点进行互补 吉林大学的汪静等人将金银 合金纳米粒子应用于 S P R传感器中 使其同时具备 了金和银纳米粒子的优点 因而具有独特的光学 催化和电子学性质 其实验测得人 I g G 的浓度范 围为 0 1 5 4 0 0 0 g m L 与传统方法相比 最低检 出浓度降低了 8 倍 以上 3 新型有机生物分析仪器及新方法对 药物有效成分的检测 3 1 共振光散射法测定盐酸巴马汀 盐酸 巴马汀又名盐酸棕榈碱 掌叶防己碱 黄 藤素 是从防己科植物 中药材黄藤的干燥藤茎中提 取精制再盐酸化而得到的药用有效成分 对细菌 真菌 病毒等具有良好的抗菌活性 还具有镇静 保肝等功效 临床上常用于治疗妇科炎症 菌痢 肠炎 呼吸道及泌尿道感染 外科感染 眼结膜炎 等 目前 对盐酸 巴马汀含量测定报道的方法有 重量法 紫外分光光度法 化学发光法 核磁共振 法 高效液相色谱法及高效液相色谱一质谱联用法 等 其 中重量法测定的是总碱含量 方法 的专属性 差 不适于快速测定 紫外分光度法 的灵敏度不够 高 高效液相色谱法及高效液相色谱一质谱联用法 仪器昂贵 且需要大量的有机试剂作流动相和萃取 剂 故进一步发展灵敏度高 简便快速的分析测定 方法是很有必要的 西南大学的覃明丽等人设计在 酸性条件下 盐 酸巴马汀与 I 反应形成离子缔合 物 导致体系的共振光散射信号显著增强 且增强 的散射信号与盐酸巴马汀的浓度在一定范 围内呈 良 好的线性关系 据此提出了一种测定盐酸巴马汀共 振光散射方法 该方法具有准确 灵敏 快速等优 点 检测限 3 a 为 l 3 n g mL 该方法已成功用于 黄藤素制剂的测定 3 2 近红外 漫反射法对不 同厂 家益母草颗粒 的定 性定量分析 益母草颗粒具有活血化瘀 疏肝调经 清热解 毒等功效 同时含有丰富的锌 锰等多种微量元素 从 而使益母草颗粒的治疗功效更全面 南于不同厂 家的益母草颗粒的生产工艺和原料 的差异 其产品 质量也会有一定的差别 因此对其进行分析鉴定显 得尤为重要 西南大学的蒙杰丹等将近红外光谱结 合偏小二乘法建立了 9 个厂家的益母草颗粒的定量 分析模型 模型的决定系数为 9 6 2 2 相对分析误 差 R P D为4 4 5 同时使用聚类分析方法 对9 个厂 家的样品进行聚类分析 每个厂家的样品能很好的 分类 预测集的识别率达到 1 0 0 故该方法是对 益母草颗粒进行快速定性定量分析的好方法 3 3 近红外光谱法同时测定通天 口服液 中的天麻 素和芍药苷的含量 通天 口服液是由天麻 赤芍 川芎等 1 1味中药 组成的中药复方制剂 具有活血化瘀 祛风止痛的功 效 天麻 赤芍是处方中的主药 因此天麻素和芍药 苷 含量决定 了通天 口服液 的品质 目前一般采 用 HP L C法分别检测通天口服液的天麻素和芍药苷的含 量 西南大学的蒙杰丹等人则用偏最小二乘法将校正 集样本 的近红外光谱与相应样本的天麻素和芍药苷 的含量分别建立相关联模型 对通天口服液总的天麻 素和芍药苷进行 了同时检测 该方法具有快速 无 损的优点 并能用于大批量样品的快速分析 人类各种科学活动与生产活动的最终 目的是为 了改造客观世界 而要达到这个 目的 首先必须认识 客观世界 而有机分析和生物分析是人类认识客观世 界的重要手段 为了让客观世界的物质服务于人类生 产和生活 保证可持续发展 有机分析和生物分析还 将面临着许多新的机遇和挑战 特别是仪器分析方法 结合于有机分析与生物分析 使有机分析和生物分析 获得了长足的前所未有的发展 我们坚信 随着科学 家的潜心研究 新的有机分析和生物分析的新仪器新 方法将不断问世 必将使现代有机分析与生物分析技 术正与时俱进向着灵敏 准确 新奇 特异 快速 微量化 自动化的方向迅猛发展 参考文献 1 G U O W H X U L X U B B Y AN G Y Y S U N Z X L I U S P A mo d i f e d c o mp o s it e fi h n e le c t r o d e o f p o ly o x o me t a la t e c a r b o n n a n o t u b e s a n d it s e l e c t r o c a t a i y t i c r e d u c t i o n J J A p p l E l e c t r o c h e m 2 0 0 9 3 9 6 4 7 6 5 2 2 Wi s t u h a D o r o t h e e C h i r a l S i l ic a b a s e d m o n o l i t h s i n c h r o m a t o g r a p h g a n d c a p i l l a r y e k c t m c h r m a t p h y J J C h r o m a t o g r A 2 0 1 0 1 2 1 7 7 9 4l一 9 4 2 3 Mi n g h u o Wu R e n a n Wu Z h e n b i n Z h a n g H a n f a Z o u P r e p a r a t mn a n d a p p lic a t io n o f o r g a n ic s ilic a h y b r id mo n o lit h ic c a p illa ry c o l u m n s J E l e c t r o p h o r e s i s 2 0 1 1 3 2 1 1 0 5 1 0 6 4 徐 阳 陈海燕 赵琪 等 制备磁性多壁碳纳米管用于萃取鸡蛋中磺胺 类抗生素 全国第十六届有机分析与生物分析学术研讨会论文 集 呼和浩特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 1 2 1 1 3 5 魏国芬 肖虎勇 吕鉴泉 光纤维光谱方法快速检测饮料中的维生素 c C 全国第十六届有机分析与生物分析学术研讨会论文集 呼和浩 特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 1 0 1 1 1 6 邓鹏翅 马晓敏周 婧荣 等 核磁共振用于海产品中砷的高通量形态 分析 全国第十六届有机分析与生物分析学术研讨会论文集 呼 和浩特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 2 6 1 2 7 7 王丽清 林凡燕 于莉萍 等 分子印迹凝胶光子晶体抗生素传感器研 究 q 全国第十六届有机分析 与生物分析学术研讨会论文集 呼和 浩特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 2 8 1 2 9 下转第 1 2 9 0页 1 2 9 0 当 代 化 工 2 0 1 2 年 l 1月 对应浓度的标准偏差 按 3 S法计算本法的检 出限 小于 0 3 n g g 完全满足规范要求 2 4 方法的准确度 精密度 选择五个不 同含量的国家一级金标准物质 按 确定的分析条件和步骤 进行 l2次平行测定 分 别计算相对标准偏差 对数偏差 结果表明 方法 的精密度准确度均优于规范要求 具体参数见表 4 参考文献 1 王长发 张秋艳 理化检验 化 f M 1 1 9 8 4 0 4 2 5 2 宋磊 刘俊英 黄金指挥部第一次化验工作会 议部分资料汇编 R 1 9 8 6 4 5 4 8 3 薛光 泡塑吸附富集金 M j E 京 北京大学出版社 1 9 9 0 4 陈秀芬 矿石中微量金的测定 J l 浙江冶金 1 9 9 1 3 2 5 2 8 5 杨锦发 石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金 N量方式对分析准确 度的影响l J I 福建分析测试 研究简报 2 0 0 5 2 1 1 0 1 4 6 淡建安 黑文龙 泡塑吸附一 电感耦合等离子体发射光谱法测定矿 石中的金 J 1 岩矿测试 2 0 0 9 2 2 2 2 5 7 鲍长利 孙其志 张凯 等 V S 一 2 型阴离子交换纤维分离富集原子 吸收法测定土壤样品中的微量金 J J 1 分析化学 1 9 9 3 2 1 1 1 1 363 1 36 4 上接 第 1 2 8 5页 8 李翠芳 1 寸 志峰用 于多种蛋白质近同时分析的电化学发光免疫传感 器陈列 C 1 全 国第十六屑有机分析与生物分析学术研讨会论文集 呼和浩特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 4 0 1 4 1 9 郑进平 赵云强 杨明伟 等 c E I c P M s联用技术分析测定富硒米 中不同形态硒化合物 全国第十六届有机分析与生物分析学术 研讨会论文集 呼和浩特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 0 6 1 0 7 一 1 0 于振兴 付志峰 基于 T iO 一B s A H R P 标记抗体的高灵敏化学发 光免疫分析 q全国第十六届有机分析与生物分析学术研讨会 论 文集 呼和浩特 内蒙古大学 2 0 1 1 1 3 8 1 3 9 1 1 李燃 朱若华 氨基化四氰化 铁纳米粒子的合成 与表征及对五种 有机砷吸附行 为 c 全国第十六届有机分析 与生物分析学术研讨 会论文集 呼和浩特 内蒙古大学 2 0