CN102040856B - 一种诱惑红标准物质及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可用作标准物质的诱惑红产品，还提供了通过凝胶过滤色谱来制备这种诱惑红产品的方法，此外还提供了这种诱惑红产品用作标准物质的用途。
Description
技术领域
本发明属于分析化学领域，具体来说，本发明提供了一种诱惑红标准物质以及这种诱惑红标准物质的制备方法和应用。
背景技术
近年来，食品安全问题风波不断，化学添加剂超标或质量等问题的频频发生，造成了重大人身伤亡和财产损失，危害了人们的身心健康，使食品安全问题愈加成为全社会关注的热点。因此，防止食品污染、控制食品质量是预防疾病、保障人民身体健康的重要措施。
诱惑红(ALLURA RED)，分子式为C18H14N2Na2O8S2，分子量为496.43Da。化学名称为6-羟基-5-[(2-甲氧基-4-磺酸-5-甲苯基)偶氮萘]-2-磺酸二钠盐、或6-羟基-5-[(2-甲氧基-5-甲基-4-磺基苯基)]-偶氮-2-萘磺酸二钠盐。
诱惑红为水溶性合成色素，呈鲜艳的深红色，广泛应用于糖果包衣、冰淇淋、雪糕、糖果、糕点、饮料等的着色。我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB 2760-1996)规定：用于糖果包衣时最大使用量为0.085g/kg，用于冰淇淋时最大使用量为0.07g/kg，用于炸鸡调料时最大使用量为0.4g/kg。诱惑红用于食品添加物的相关指标如表1。表1诱惑红用于食品添加物的相关指标
诱惑红的性状为暗红色粉末，易溶于水，可溶于甘油、丙二醇，不溶于油脂。其耐光性、耐热性、耐酸性好，是世界各国普遍使用的、安全性高、使用效果好的着色剂，主要可用于食品、饮料、日化、制药、饲料等着色。水溶性色素在使用过程中应注意避免或减少酸、碱、氧化剂、还原剂、金属离子、微生物等物质的不良影响，并注意避免受高温和曝晒，防止褪色或变色。由于诱惑红具有一定的致畸性，应严格控制其在食品中的用量，因此为诱惑红含量测定制备相应的标准物质尤为必要。
由于绝大多数定量分析方法都是基于直接或间接与已知值比较而进行的，因此提供具有已知组成和性质的参考样品(即标准物质)供准确校正对于定量分析来说是非常必要的，这些标准物质在一种或多种性质方面具有高度一致的值。与常规的实验室试剂不同，在同一标准物质样品内部各部分之间以及同批次标准物质的不同样品之间具有高度一致性，从而使得这些标准物质能够用于在分析过程中校准分析仪器以及分析方法等。
标准物质通常要求高纯度，其组成与化学式高度一致并且化学稳定。由于对标准物质的这种严格要求，标准物质的制备一般需要在高度受控的条件下制造，以达到这种高纯度，并尽可能避免所含杂质对后续测定的影响。因此，标准物质的制备比常规分析化学试剂往往要复杂得多，经常需要多种高精度的分离纯化操作步骤(如HPLC等)，同时也造成其高的制造成本。
现有技术中尽管已经有诱惑红标准物质供应，但并未公开这些诱惑红标准物质的制备方法。可以想象，与大多数标准物质一样，这些诱惑红标准物质也都是通过复杂和高成本的多步骤高精度分离纯化方法而制得的。因此，仍需要一种能够通过简单方法制备的诱惑红标准物质。
发明内容
发明人意外地发现，利用商业供应的诱惑红产品作为起始原料，简单地通过凝胶过滤色谱分离就能够得到足以用作标准物质的诱惑红产品。本发明正是基于这种意外发现而完成的。
因此，在第一方面，本发明提供一种可用作标准物质的诱惑红产品，其含有纯度＞99％的诱惑红。
在一个实施方案中，所述诱惑红产品使用商业供应的诱惑红作为原料通过凝胶过滤色谱分离而制得。本领域公知的是，凝胶过滤(gel filtrationchromatography)又称为体积排阻色谱(size exclusion chromatography)或分子筛色谱(molecular sieve chromatography)。
在一个具体实施方案中，所述凝胶过滤色谱使用的凝胶填料具有疏水基团。优选地，所述凝胶过滤色谱填料选自Sephadex LH系列(由GEHealthCare商业供应)以及TSK-GEL Alpha系列(由Tosoh Biosciences商业供应)。更优选地，所述凝胶过滤色谱填料选自Sephadex LH-20和TSK-GEL Alpha-4000。最优选地，所述凝胶过滤色谱填料是SephadexLH-20。
在另一个具体实施方案中，所述凝胶过滤色谱使用水或醇水混合物作为洗脱剂。在一个优选的具体实施方案中，使用水作为洗脱剂。在另一个具体实施方案中，当使用醇水混合物作为洗脱剂时，所述醇可以是甲醇或乙醇，优选地所述混合物的醇水比为(0～1)∶(10～9)。
在另一个具体实施方案中，所述商业供应的诱惑红是食品添加剂级的诱惑红。有众多厂商可以商业供应这种诱惑红色素作为食品添加剂，例如上海染料研究所、天津市染料化学第二厂、上海嘉汇精细化工有限公司等。
另一方面，本发明提供由上述诱惑红产品制备而成的诱惑红溶液，其可以作为溶液标准物质来使用。考虑到不同分析方法和分析仪器中使用不同的溶剂体系，所述诱惑红溶液可以根据实际需要制备在各种溶剂中。
在一个具体实施方案中，所述诱惑红溶液中的溶剂选自水、醇及其混合物。在另一个具体实施方案中，所述诱惑红溶液是水溶液、甲醇溶液或乙醇溶液。在一个优选实施方案中，所述诱惑红溶液是水溶液。
此外，在另一方面中，本发明提供一种制备诱惑红标准物质的方法，其包括1)提供商业供应的诱惑红作为原料，和2)通过凝胶过滤色谱分离诱惑红，从而获得可用作标准物质的诱惑红。
在一个实施方案中，所述方法使用食品添加剂级的诱惑红作为起始原料。
在另一个实施方案中，所述方法使用的凝胶填料具有疏水基团。优选地，所述凝胶过滤色谱填料选自Sephadex LH系列(由GE HealthCare商业供应)以及TSK-GEL Alpha系列(由Tosoh Biosciences商业供应)。更优选地，所述凝胶过滤色谱填料选自Sephadex LH-20和TSK-GELAlpha-4000。最优选地，所述凝胶过滤色谱填料是Sephadex LH-20。
在另一方面中，本发明提供由此获得的诱惑红产品作为标准物质的用途。在一个实施方案中，所述诱惑红标准物质用于校准仪器。在另一个实施方案中，所述诱惑红标准物质用于待测样品中诱惑红含量的定量分析。
需要指出的是，本文中只是结合各个具体实施方案对本发明的技术特征进行了描述，然而这些技术特征并不限于这些具体实施方案。除非特别指出，本发明还包括所有上述技术特征在各种实施方案中的任意组合。
附图说明
图1示出了实施例1所得诱惑红产品在254nm下的HPLC谱图以及谱图分析结果。
图2示出了实施例1所得诱惑红纯品在540nm下的HPLC谱图以及谱图分析结果。
图3示出了实施例1所得诱惑红纯品的ESI-MS图及其结构推断。
图4示出了实施例1所得诱惑红纯品的1H-NMR谱图。
图5示出了由ESI-MS和1H-NMR分析结果而推断的诱惑红结构。
具体实施方式
商业供应的诱惑红粗品中含有多种与诱惑红结构非常相似的杂质，它们的化学性质与诱惑红本身也非常相似(参见第2页表1)。通过常规分离纯化方法很难将这些杂质与诱惑红分离开。
发明人为制备诱惑红标准物质进行了大量实验研究，在此过程中，发明人意外地发现，用商业供应的诱惑红粗品作为原料通过凝胶过滤色谱可以获得可用作标准物质的诱惑红产品。经过HPLC检测，这种诱惑红产品的纯度大于99％，而作为原料的诱惑红粗品纯度仅仅为≥85％，并且还含有多种与诱惑红具有相似结构和性质的杂质(参见表1)。
尽管并不限于这种理论解释，基于对本发明意外结果的分析，发明人认为，本发明的分离方法中利用了凝胶过滤和反相色谱两方面的分离机理。通过凝胶过滤可以将诱惑红与其它分子量差异较大的杂质分离开，同时反相色谱分离过程基于诱惑红与杂质分子的极性差异将诱惑红与杂质分子分离开。因此，本发明利用带有疏水基团的凝胶过滤色谱填料，同时利用至少上述两种分离机理，将诱惑红与杂质分子分离开来，从而获得了可用作标准物质的诱惑红产品。
市场上有多家厂商提供带有疏水基团的凝胶过滤色谱填料。作为本领域常用的这类填料的实例，GE HealthCare公司商业供应Sephadex LH系列填料，其中又以Sephadex LH-20填料更常用。此外，Tosoh Biosciences公司也提供带有疏水基团的凝胶过滤色谱填料，其以TSK-GEL Alpha系列填料商业供应，例如其中包括常用的TSK-GEL Alpha-4000填料。
下面将结合附图以实施例来举例说明本发明，然而这些实施例仅仅是为了解释本发明的技术方案，它们并不能理解为限制本发明的保护范围。实施例
除非特别指出，以下实施例按照本领域技术人员已知的常规方法进行，所用试剂使用本领域在相应分析和制备中常用级别的试剂。除非特别指出，本文中所述百分含量为质量百分比。仪器和试剂
质谱仪：Finigan LCQ Advantage ion trap mass spectrometer(Thermo Finigan，San Jose，CA，USA)。
核磁共振谱仪：Inova-500核磁共振仪，使用TMS为内标。
HPLC：Agilent 1200 Series高效液相色谱仪，配有四元梯度泵、在线真空脱气机、自动进样器、柱温箱、二极管阵列检测器(DAD)，AgilentChem Station化学工作站。
甲醇购于Fisher公司，色谱级；水为去离子水；醋酸铵为分析纯，购自北京化工厂。实施例1.诱惑红标准物质的制备
称取食品添加剂级诱惑红样品(来自上海染料研究所)2.15g，加入40ml去离子水，配制成约0.05g/ml的诱惑红水溶液。称取100g SephadexLH-20凝胶，加入300ml色谱级甲醇溶胀15min，待凝胶充分溶胀后进行装柱(约2米长)，并用去离子水和色谱级甲醇交替清洗凝胶，重复3次。
将配制好的诱惑红水溶液进行上样，以去离子水作为流动相进行凝胶过滤色谱分离，控制色谱柱的温度为20℃，调节流动相的流速为3ml/min，每个流分接液50ml，将所接流分均进行密封避光保存。
对所有流分进行HPLC检测，其中检测条件为：色谱柱：GRACEApollo C18(250mm×4.6mm 5μm)；流动相：甲醇/0.08M乙酸铵水溶液(30/70)；流速：1.0ml/min；检测波长：254nm和540nm；柱温：40℃；进样量：5μl。发明人意外地发现，其中第6流分含有纯度达到99％以上的诱惑红，经真空冷冻干燥机进行冷冻干燥，得到纯度为99％以上的干燥诱惑红标准物质(如图1和2所示)。
发明人还意外地发现，对于含有较低纯度诱惑红的其它流分，还可以通过再次进行上述凝胶过滤色谱得到进一步纯化，从而获得更多的纯度为99％以上的诱惑红。实施例2.诱惑红的结构鉴定
将由实施例1制备的诱惑红纯品分别用电喷雾离子化质谱(ESI-MS)和核磁共振(1H-NMR)进行结构鉴定，如图3和图4所示。
ESI-MS中给出了[M-Na]-473、458、441、413、349、333六个负离子峰，分别表示该化合物脱去一个钠离子后产生m/z：473的负离子峰，接着脱去一个甲基后得到m/z：458的峰，再脱去一个羟基得到m/z：441的峰，m/z：413为m/z：441脱去一个羰基后得到的峰，m/z：413脱去SO2和一个O分别得到m/z：349和m/z：333的峰。
此外，1H-NMR给出了以下数据结果：δ7.859，δ7.704，δ7.642，δ7.114，δ6.940，δ6.027，δ3.496和δ2.342。
从以上分析数据可以看出，该化合物的结构如图5，确定为诱惑红的结构。实施例3.诱惑红标准物质的HPLC分析条件的选择3.1供试品溶液配制
精密称取实施例1制备的诱惑红纯品5.00mg置于5mL容量瓶中，加水适量使溶解并稀释至刻度，得浓度为1.00mg/mL的诱惑红溶液，供确定色谱分离条件以及定值用。3.2色谱条件确定3.2.1流动相的选择
分别考察了甲醇：0.08mol/L乙酸铵水溶液(70∶30)和甲醇：0.08mol/L乙酸铵水溶液(30∶70)两种流动相，由于甲醇：0.08mol/L乙酸铵水溶液(70∶30)流动相系统分析过程中出峰过早，不利于将杂质与诱惑红分开，因此选择了甲醇：0.08mol/L乙酸铵水溶液(30∶70)做为流动相。3.2.2色谱柱的选择：
分别考察了GRACE Apollo C18(250mm×4.6mm 5μm)色谱柱和SHIMADZU SHIM-PACK VP-ODS(150mm×4.6mm 4.6μm)色谱柱，杂质峰都可达到较好的分离效果，最终选择了GRACE Apollo C18(250mm×4.6mm 5μm)色谱柱进行随后的试验。
最终确定的色谱条件如下：色谱柱：GRACE Apollo C18(250mm×4.6mm 5μm)；流速：1ml/min；检测波长：254nm；柱温：40℃；进样量：5μl。3.2.3供试品溶解溶剂的选择
称取2份诱惑红样品，分别加甲醇、水进行溶解。按照确定的HPLC条件分析，结果显示这两种溶剂对HPLC的分析结果无明显差异。为了方便将测试样品回收，因此选择水作为配制供试品溶液的溶剂。实施例4.诱惑红定值试验4.1诱惑红纯品的均匀性检查
从实施例1所制备诱惑红纯品的不同部位抽取5份样品，分别加水配成1mg/mL的溶液，每一份重复测量4次，其测量结果作为瓶间均匀性检验结果。再取5份样品中的任意一份，重复测量4次，其测量结果作为瓶内均匀性检验的结果。将瓶内与瓶间的检验结果用统计方法(F检验)进行统计学计算，判断其均匀性，检验结果见表2。由检验结果可知，实施例1制备的诱惑红纯品均匀性良好。表2诱惑红的均匀性检验结果(％)
4.2诱惑红溶液的室温放置稳定性检查
任意取以上制备的诱惑红样品溶液，避光放置于室温下。在七天后进行测定，每一点重复测量3次，其测量结果作为室温放置稳定性检验结果。检验结果见表3。由检验结果可知，本发明的诱惑红溶液避光室温放置一周内稳定。表3诱惑红的室温放置稳定性检验结果(％)
从以上HPLC结果分析来看，我们对商业供应的诱惑红粗品进行了有效的分离纯化，其在检测波长为254nm和540nm的情况下均达到了99％以上的纯度，且样品均匀性和稳定性较好，可作为标准物质使用。总结与讨论
从以上各个分析结果可以看出，我们从商业供应的诱惑红粗品通过凝胶过滤色谱进行了有效的分离纯化，最终得到了纯度＞99％的诱惑红纯品，并对诱惑红进行了结构测定和相关的一些含量测定，实验结果证明这种制备诱惑红标准物质的方法稳定、可靠、可重复性强。
Claims (4)
1.一种制备诱惑红标准物质的方法，其包括
1）提供商业供应的诱惑红作为原料，和
2）通过凝胶过滤色谱分离诱惑红，
从而获得可用作标准物质的诱惑红。
2.权利要求1的方法，其中所述凝胶过滤色谱使用Sephadex LH系列或TSKgel Alpha系列填料。
3.权利要求1的方法，其中所述凝胶过滤色谱使用Sephadex LH-20或TSKgel Alpha-4000填料。
4.权利要求1的方法，其中所述商业供应的诱惑红是食品添加剂级的诱惑红。
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| Chaoyang Long，等.Synthesis and characterization of a novel molecularly imprinted polymer for simultaneous extraction and determination of water-soluble and fat-soluble synthetic colorants in chilli products by solid phase extraction and high performance liquid chromatograp.《Journal of Chromatography A》.2009,第1216卷(第47期),8379-8385. * |
| Ya. I. Korenman,等.Extraction Chromatographic Determination of Sulfonated Azo Dyes in Aqueous Solutions.《Journal of Analytical Chemistry》.2010,第65卷(第5期),475-480. * |
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