CN102288694B - 一种易氧化物质的检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及易氧化物质的检测装置及方法,用于测定易氧化物质的含量,属高效液相色谱检测领域。本发明装置包括进样器、HPLC色谱柱,检测器和库仑检测器,或者包括进样器、HPLC色谱柱,检测器和还原柱。库仑检测器的连接位置可以是进样器之前、HPLC色谱柱之后或者进样器和HPLC色谱柱之间。还原柱的连接位置是在进样器之后、HPLC色谱柱之前。本发明通过调节库仑检测器电极电压将待测物质的氧化产物还原,然后利用检测器进行检测,或者利用还原柱将氧化产物还原后再进行检测,大幅减小了易氧化物质因氧化而使测定含量低于实际含量的检测误差,为控制一些限量物质的过量添加问题提供了解决方式,也为易氧化物质的准确测定提供了一种新的检测装置和检测方法。

Description

一种易氧化物质的检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种高效液相色谱领域的检测装置及方法,尤其涉及一种易氧化物质的检测装置及方法。
背景技术
抗氧化剂(Antioxidants)是阻止氧气不良影响的物质,它是一类能帮助捕获并中和自由基,从而祛除自由基对人体损害的一类物质。食品抗氧化剂是一类能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。但食品抗氧化剂经过加热,特别是高温如油炸后,容易分解或挥发而失去抗氧化作用。许多厂商在加工油炸食品时,为了提高食用油重复使用次数,加入超过限量数倍以至数十倍的抗氧化剂,这样,经过油炸后,其成品和使用过的油中抗氧化剂的残留量仍然符合国家现行有关抗氧化剂使用量的标准,这种做法是严重危害人体健康的。针对抗氧化剂的使用问题,国家颁布了各种抗氧化剂检测的标准,为抗氧化剂的检测提供了可供参考的依据。
染发剂是一类含有染料的化妆品。根据其染色后的牢固程度可分为暂时性、半永久性和永久性三类。其中,永久性染发剂染发原料又分为氧化染料、还原染料和仿天然黑素染料。氧化染料是合成染料中最早用于毛发染色的,也是目前应用最广泛的永久性染发剂原料。氧化型染发剂以其染色效果好、色调变化宽、维持时间长等诸多优点而成为最受欢迎的染发剂。氧化型染发剂的原理是在氧化剂作用下,苯胺类物质被氧化为染料中间体,然后在偶合剂(苯二酚类)的作用下发生偶合反应产生颜色而染发。氧化型染发剂主要由氧化型染料和氧化剂组成,染发剂中的染料成分多属于芳香胺类化合物,该类化合物中有很多物质具有致癌性,所以染发剂的安全性一直受到人们的极大关注。由染发剂引起的过敏反应也非常普遍,长期使用还可能致畸、致突变、致癌及引起内分泌效应等。因此,准确测定染发剂中的氧化物的含量是十分必要的,目前对染发剂中氧化型染料的检测方法主要包括气相色谱法、气质联用法和液相色谱法。为了加强对该类产品中氧化型染料的监督,中华人民共和国卫生部颁布的《化妆品卫生规范》(2007年版)明确规定了93种暂时允许使用的染发剂,并规定了限量要求。氧化型染发剂中一些剂型的使用可能会导致癌变,氧化染料的组分也会被部分氧化,也存在着类似抗氧化剂的问题,从而在对其检测时,也无法准确测定其真实使用量。
现有技术中目前还没有非常实用的检测食品中抗氧剂、氧化染料中有效成分实际添加量的检测方法,只能测得使用后的抗氧化剂的残余量,而忽略了其被氧化了的部分,不能准确测定食品中实际添加的抗氧化剂的使用量。
发明内容
本发明的基本原则就是将待测物质的氧化产物还原为被测物质,还原的装置为库仑检测器或还原柱,这样可以避免被测物质因部分氧化而导致测定含量低于实际含量的问题,减少由于测定误差对限量物质添加过量监控不力而对人类健康带来的危害。
本发明利用库仑检测器作为反应器,通过调节库仑检测器电极电压将待测物质的氧化产物还原,然后利用检测器进行检测,大幅减小了不稳定物质因氧化而使测定含量低于实际含量的检测误差,为控制一些限量物质的过量添加问题提供了解决方式,也为易氧化物质的准确测定提供了一种新的检测装置和检测方法。
本发明测定易氧化物质的检测装置包括进样器、HPLC色谱柱,检测器和库仑检测器,或者包括进样器、HPLC色谱柱,检测器和还原柱。
所述检测器包括紫外检测器、安培检测器、示差检测器、荧光检测器、二级阵列管检测器、质谱检测器等。
所述易氧化物质包括抗氧化剂、染发剂、中药多酚体等易被氧化、且氧化后主体结构不发生改变的物质。
本发明将库仑检测器作为反应器,实现在HPLC色谱柱分离前、HPLC色谱柱分离后将氧化产物在线还原,实现易氧化物质的准确测定;或者利用还原柱将抗氧化剂的氧化产物在线还原后再进行分离检测。
所述还原柱的连接位置是在进样器与HPLC色谱柱之间。
本发明充分利用库仑检测器的特点,将其能够氧化和还原样品的特性用于样品的处理中,为易氧化物质的分析提供了一种新的检测方式和方法。由于库仑检测器反应池的耐压范围比较小,耐压性较差,将其连接在HPLC色谱柱前时,会因系统压力过大而造成事故的发生。本发明通过在系统中接入一个六通阀,通过阀切换的方式实现了库仑检测器连接在色谱柱前的可行性,并避免了系统压力过大事故的产生和由此带来的一系列问题。
本发明方法适用于易氧化且氧化后基本结构不发生改变的不稳定物质的高效液相色谱法检测。
附图说明
图1库仑检测器与其他检测器在HPLC色谱柱后串联系统流路示意图;
图2(a)库仑检测器连接在进样器与色谱柱之间时进样前系统流路示意图;
图2(b)库仑检测器连接在进样器与色谱柱之间时进样后系统流路示意图;
图3色谱柱前加还原柱检测抗氧化剂TBHQ系统流路示意图;
图4TBHQ样品经过库仑检测器还原的色谱峰;
图5TBHQ样品直接上样(未还原)的色谱峰;
图6库仑检测器中电极电压-200mV,安培检测器电极电压为+600mV检测谱图;
图7库仑检测器中电极电压0mV,安培检测器电极电压为+600mV检测谱图;
图8加热前后TBHQ峰(280nm)的变化示意图;
图9加热前后降解产物的变化示意图;
图10加还原柱前后TBHQ峰的变化示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例具体描述本发明所提供的一种易氧化物质的检测装置,以及使用本发明技术方案所提供的装置测定抗氧化剂TBHQ及其氧化产物的实验;
所述装置包括进样器、高效液相色谱泵、HPLC色谱柱、库仑检测器和安培检测器;
所述库仑检测器连接在所述HPLC色谱柱与安培检测器之间;
如图1所示,所述库仑检测器工作电极电压可以根据具体情况设定。
将库仑检测器与安培检测器串联在HPLC色谱柱之后,在下述色谱检测条件下测定抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)及其氧化产物。
所述库仑检测器作为反应器,将其工作电极电压设定为负电压,在线还原抗氧化剂TBHQ的氧化产物;
所述安培检测器作为检测器检测抗氧化剂TBHQ及其氧化产物。
样品经进样器进入系统,在流动相洗脱下,进入到HPLC色谱柱中的抗氧化剂TBHQ与其氧化产物被分离开,经过库仑检测器时,在设定的电压(-200mV)条件下其氧化产物又被还原为抗氧化剂TBHQ。经过检测器后输出谱图中出现两个色谱峰,经质谱测定这两个色谱峰均为抗氧化剂TBHQ,第一个色谱峰是原样品中未被氧化的TBHQ,第二个色谱峰为TBHQ氧化产物被库仑检测器还原后得到的TBHQ的色谱峰。对两个色谱峰进行分析即可以得到TBHQ及其氧化产物的相关信息。
色谱条件:
色谱柱:C18色谱柱
柱温:35℃
流动相:0.1mol/L柠檬酸盐-醋酸盐缓冲液(pH3.5)/甲醇/乙腈=6/2/2(v/v),含有5mg/L的乙二胺四乙酸二钠
流量:0.5mL/min
设定库仑检测器中电极电压为-200mV,安培检测器电极电压为+600mV。此方法中,含有TBHQ及其氧化产物的样品经进样器进样,经过色谱柱时,因TBHQ与其氧化产物吸附脱附速率不同,TBHQ和其氧化产物被分离开,通过库仑检测器时,TBHQ不受还原电压的影响,其氧化产物在电极电压作用下被还原为TBHQ,经过安培检测器记录仪上采集到的数据如图6所示,即两个不同保留时间的TBHQ色谱峰。
设定库仑检测器中电极电压为0mV,安培检测器电极电压为+600mV,在上述色谱检测条件下,重复实验。检测到的色谱图如图7所示。从图7中我们可以看到一个TBHQ的色谱峰,这是因为库仑检测器的电极电压设定为0mV,无法将TBHQ的氧化产物还原。理论上,图7中TBHQ色谱峰的峰面积与图6中第一个TBHQ色谱峰的峰面积相同。
实施例2
本实施例具体描述本发明所提供的一种易氧化物质的检测装置,所述检测装置包括高效液相色谱泵、进样器、库仑检测器、预柱、富集柱或者定量环、HPLC色谱柱、六通阀和检测器;
所述库仑检测器连接在所述进样器与HPLC色谱柱之间;
所述六通阀连接在所述库仑检测器与HPLC色谱柱之间;
所述预柱连接在所述进样器与库仑检测器之间,用于保护所述库仑检测器;
所述检测器包括紫外检测器、安培检测器、示差检测器、荧光检测器、二级阵列管检测器、质谱检测器等。
将库仑检测器连接在进样器与HPLC色谱柱之间,对易氧化的不稳定物质及其氧化产物进行检测。
库仑检测器中连接在此位置时,会因系统中的压力而产生爆炸。因此,为防止因压力问题出现危险状况,本发明在系统中添加一个六通阀,样品注入前、注入后系统的不同流路如图2(a)和图2(b)所示。
进样前,分析系统流路如图2(a)所示。在1#泵的带动下,流动相经过预柱、库仑检测器,再经过转换阀进入富集柱或定量环中,然后从富集柱或定量环的出口流出到废液瓶中;2#泵带动流动相经过转换阀,进入HPLC色谱柱中,再经检测器流出到废液瓶中。
进样器将样品注入到系统中,继续用1#泵注入流动相,在流动相的带动下样品经过预柱、库仑检测器,在设定电压下氧化产物被还原为待测物质,通过转换阀进入到富集柱或定量环中。一定时间后,切换转换阀,此时系统流路如图2(b)所示,1#泵注入的流动相冲洗起保护作用的预柱和库仑检测器,通过转换阀后直接流到废液瓶中;2#泵注入的流动相经过转换阀将富集柱或定量环中的样品注入到HPLC色谱柱中进行分离,然后经过检测器检测,流进废液瓶内。
进样器与库仑检测器之间的保护柱可以有效防止样品中杂质对库仑检测器的污染。
色谱条件及检测方法同实施例1所述。
图4是TBHQ样品经过库仑检测器还原(还原电压-200mV)以后的色谱峰,图5是TBHQ样品直接上样(未还原)的色谱峰,图4样品经过还原峰面积明显大于图5样品未还原的峰面积。说明加库仑检测器比不加库仑检测器时测得的结果更接近于真实值。
实施例3
本实施例具体描述本发明所提供的一种抗氧化剂TBHQ的检测装置,以及使用本发明所提供的装置测定抗氧化剂TBHQ的实验;
所述检测装置包括高效液相色谱泵、进样器、还原柱、HPLC色谱柱、检测器;
所述还原柱连接在所述进样器与HPLC色谱柱之间;
所述检测器包括紫外检测器、安培检测器、示差检测器、荧光检测器、二级阵列管检测器、质谱检测器等。
在HPLC色谱柱前加一个还原柱对抗氧化剂TBHQ进行检测。检测系统流路如图3所示。
样品通过进样器进入分析系统中,含有TBHQ及其氧化产物的样品经过还原柱时,其氧化产物被还原为TBHQ,此时系统中待测物质即为单一的抗氧化剂TBHQ,经过HPLC色谱柱,抗氧化剂TBHQ与其他物质分离开,经过检测器输出的谱图中可以看到待测物质TBHQ的色谱峰,对其色谱峰进行分析,可以得到TBHQ的相关信息。
具体实验步骤如下:
本实验中使用紫外检测器检测。
称取市购食用油150g,置不锈钢盆中,精密称量TBHQ标准品250mg加入其中,完全溶解后,置于电磁炉上加热至所需温度,维持温度1min,关闭热源,使其缓慢降至室温。两次破坏的温度分别为150℃和210℃。
破坏前后TBHQ在280nm下的色谱图变化如图8所示。说明经过破坏油中的TBHQ的含量在逐渐下降。250nm时,可以清楚的看到有RRT2.54降解产物产生,这个降解产物疑似氧化产物,如图9所示。接还原衍生柱后,降解产物RRT2.54完全消失,说明它就是氧化产物,如图10所示。对还原前后的TBHQ峰进行积分,结果表明见表1。
表1加还原柱前后TBHQ峰面积变化
说明HPLC色谱柱前连接还原柱将TBHQ的氧化产物还原为TBHQ,使检测得到的TBHQ峰峰面积增大。

Claims (5)

1.一种易氧化物质的检测装置,其特征在于该检测装置包括高效液相色谱泵、进样器、高效液相色谱柱,第一检测器和第二检测器,所述第二检测器为库仑检测器,通过调节库仑检测器电极电压将易氧化物质的氧化产物还原,然后利用第一检测器检测;
将库仑检测器连接在进样器与高效液相色谱柱,通过六通阀改变系统的连接方式,对易氧化物质进行检测;
库仑检测器作为反应器,将其工作电极电压设定为负电压,实现样品在线还原。
2.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于所述第一检测器包括紫外检测器、安培检测器、示差检测器、荧光检测器、二级阵列管检测器或质谱检测器。
3.如权利要求1或2所述的检测装置,其特征在于易氧化物质包括抗氧化剂、染发剂、中药多酚体中易被氧化、且氧化后主体结构不发生改变的物质。
4.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于将库仑检测器的核心部件安装在进样器中,形成一体化的检测装置。
5.一种应用权利要求1至4的任一检测装置检测易氧化物质的方法。
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