CN104833564A - 一种适用于豆制品中碱性橙ⅱ检测的样品预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的基于尼龙6纳米纤维膜的豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，1.)尼龙6纳米纤维膜的制备：电纺溶液通过静电纺丝法制备尼龙6纳米纤维膜；2.)豆制品样品中碱性橙Ⅱ的提取净化：将尼龙6纳米纤维膜制成直径约10-60mm的圆片，安装在膜盘式固相萃取仪上；碱性橙Ⅱ被吸附在尼龙6纳米纤维膜上；以清洗剂淋洗尼龙6纳米纤维膜，去除可能与碱性橙Ⅱ分子共同吸附的杂质；以洗脱剂将碱性橙Ⅱ从尼龙6纳米纤维膜上洗脱下来，进行分析检测。仅用数毫克的尼龙6纳米纤维膜，数百微升的洗脱溶剂，即可实现对各种豆制品实际样品中碱性橙Ⅱ染料的高选择性高效富集和净化，样品基质不影响目标物的检测，萃取效率较已商业化生产的固相萃取小柱大为提高。
Description
技术领域
本发明提供了一种适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法。属于分析化学中的样品预处理技术领域。
背景技术
碱性橙Ⅱ(Chrysoidine)俗称王金黄、块黄，是一种偶氮类工业染料，主要应用于纺织品、皮革制品及木制品的染色。因其着色性好，价格低廉，被违法添加到豆制品、水产品、调味品等食品中。目前已有确凿的动物实验数据表明，该物质为致癌物。因此，通过食物摄入人体后会带来极大的健康危害。该物质是首批被我国卫生部列入《食品中可能违法添加的非食用物质》名单中的非食用色素之一。因此，监测豆制品中的碱性橙Ⅱ含量非常必要。
豆制品实际样品基体复杂、目标物含量低(mg/kg)，必须经过预处理(Pretreatment)完成干扰成分的去除及目标物的富集，将原始样品制备成待测样品(Samplepreparation)，方可进行后续的分析检测。样品预处理对样品分析的灵敏度、准确度和精密度有极大影响，甚至决定了后续分析可行性，是决定分析结果可靠性的关键因素，也是分析方法的必要部分和重要环节。现行的国标方法(GB/T 23496-2009)采用传统的液液萃取法(Liquid-Liquid Extraction，LLE)对豆制品中的碱性橙Ⅱ进行样品预处理，该方法有机溶剂用量大、样品处理时间长，不利于环境保护，而且样品检测效率低。
固相萃取法(Solid Phase Extraction，SPE)具有溶剂使用量少、操作简便快速、选择性高、重现性好、易于实现自动化操作等优势，符合样品处理技术的发展趋势，是样品处理技术领域的研究热点。SPE技术基于萃取介质对目标物的吸附作用，吸附介质(sorbents)是技术的核心。SPE介质与目标物形成多种保留性质有利于提高吸附过程的选择性，而吸附效率则与SPE过程的实际吸附容量直接相关，两方面须兼有，方能达到样品预处理的目的----干扰成分的去除及目标物的富集。因此，吸附选择性和吸附容量是SPE吸附介质的核心效能指标。
发明内容
技术问题：本发明提供一种基于尼龙6纳米纤维膜的适于豆制品中碱性橙Ⅱ染料检测的样品预处理方法。
技术方案：纳米纤维独特的形态性质、尤其是其纳米结构带来的特殊效应，使其具有不同于常规微米级SPE介质的独特优势，极具“优越萃取介质”的潜质：纳米纤维与其它物质的相互渗透力极强，目标分子与其作用的厚度很小，分子在纤维中扩散快，从而缩短了吸附及洗脱时间；巨大的比表面积使得目标物在固液两相间有高的分配系数，也使得数毫克量的纤维就足以完成吸附，洗脱溶剂的用量也相应可大为减少，采用几十微升的溶剂就可以将已吸附的分析物洗脱下来。
尼龙6(Nylon 6)的分子主链链段单位中含有酰胺基团和亚甲基，当其处在中性或碱性的环境中(Nylon 6等电点为4.2)，酰胺基发生水解，使得Nylon 6骨架整体带负电荷。由于Nylon 6固有的性质，碱性橙Ⅱ，作为一种阳离子染料，可以通过氢键、离子交换等作用力被Nylon 6保留。这为选择性吸附碱性橙Ⅱ提供了可能。而且Nylon 6是一种廉价易得的高分子化学材料，具有良好的综合性能，满足膜材料制备的要求。
本发明提供基于尼龙6纳米纤维的SPE新方法，使其适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理。
本发明提供的适于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，包括以下步骤：
1.)尼龙6纳米纤维膜的制备：电纺溶液通过静电纺丝法(Electrospinning)制备尼龙6纳米纤维膜。
2.)豆制品样品中碱性橙Ⅱ的提取净化：将尼龙6纳米纤维膜制成直径约10-60mm的圆片，安装在膜盘式固相萃取仪上；水-活化溶剂-水依次加在尼龙6纳米纤维膜上，其中活化溶剂静置1～5分钟后通过尼龙6纳米纤维，并抽真空使其完全从尼龙6纳米纤维脱离，水直接连续地通过聚吡咯纳米纤维，不经抽干，使尼龙6纳米纤维保持湿润；取待检豆制品，经粉碎、均化、脱脂后，以提取溶剂超声提取碱性橙Ⅱ，再将含有碱性橙Ⅱ的提取溶剂经离心、稀释，制成水性基质的样品溶液；调节水性基质样品溶液的pH值至4-7；样品溶液连续流动或“流动-停止-流动”间歇式地通过如前处理过的尼龙6纳米纤维膜，碱性橙Ⅱ被吸附在尼龙6纳米纤维膜上；以清洗剂淋洗尼龙6纳米纤维膜，去除可能与碱性橙Ⅱ分子共同吸附的杂质；以洗脱剂将碱性橙Ⅱ从尼龙6纳米纤维膜上洗脱下来，进行分析检测。
所述的电纺溶液以尼龙6为溶质，溶剂为间甲基苯酚和甲酸的混合溶液，体积比为4:6(v/v)，于室温下搅拌混匀8-16h，得到浓度为20-40wt％的尼龙6溶液。
所述的尼龙6纳米纤维膜由直径为100-500nm的纳米纤维非定向排列，均匀堆积成的厚度为50-120μm的膜；纳米纤维的直径由改变电纺溶液浓度或电纺操作的电压、推进速度或收集距离进行调整，纳米纤维膜厚度由电纺时间长短进行调整。
所述的样品超声提取时所用的提取溶剂为50-80％(v/v)的乙醇水溶液，再经氨水或氢氧化钠水溶液调节pH至8-12。
所述的水性基质的样品溶液是由提取溶剂经水稀释后制得的有机相比例<7％(v/v)的溶液。
所述的调节水性基质样品溶液的pH值至4-7，所用的pH调节剂为乙酸或盐酸水溶液。
所述的尼龙6纳米纤维膜依次经活化溶剂与水的循环洗涤时，循环洗涤次数为2～3次，且最后一次以水洗涤；分别以水和活化溶剂依次循环加在尼龙6纳米纤维膜上，其中活化溶剂静置1～5分钟后通过尼龙6纳米纤维膜，并抽真空使其完全从尼龙6纳米纤维膜脱离，水直接连续地通过尼龙6纳米纤维膜，不经抽干，使尼龙6纳米纤维膜保持湿润。
所述的活化溶剂为甲醇、乙醇、乙腈或丙酮。
所述的清洗剂为水、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮或正己烷，或是其中两种的混合溶液。
所述的洗脱剂为乙酸或盐酸的水溶液，或乙酸或盐酸的水溶液与甲醇或乙醇的混合溶液。
有益效果：本发明提供的方法仅用数毫克的尼龙6纳米纤维膜，数百微升的洗脱溶剂，即可实现对各种豆制品实际样品中碱性橙Ⅱ染料的高选择性高效富集和净化，样品基质不影响目标物的检测。萃取效率较已商业化生产的微米级填料的固相萃取小柱大为提高。较国标方法采用的液液萃取法，有机溶剂用量少，有利于保护环境和分析者健康；单个样品处理时间短，可方便地与商品化SPE仪配套使用，同时处理多个样品，提高了样品预处理效率。
具体实施方式
通过以下实施例进一步说明本发明，但本发明的权利要求不仅限于实施例。
所述的待检豆制品为腐竹、千张、素鸡、豆腐干、油豆腐、臭豆腐、豆腐或豆浆等。
实施例1：
样品：腐竹。
目标物质：碱性橙Ⅱ。
以尼龙6为原料，间甲基苯酚和甲酸的混合溶液(4:6，v/v)为溶剂，于室温下搅拌混匀12h，得到浓度为25wt％的尼龙6溶液。采用静电纺丝法，于30％的湿度、20℃的温度，15kV的电压下，注射器以0.2mL/h的速度推进，喷射针尖距接收装置的距离为15cm，电纺2h，收集得膜厚度约为70μm，纤维直径约为200nm的尼龙6纳米纤维膜。
称取1.0g的腐竹粉末，加入1mL的乙醇均化，然后加入10mL提取液---氨水调节pH至8的60％乙醇水溶液(乙醇：水＝70：30，v/v)，涡旋混匀，在常温下，超声提取30min，10000r/min离心5min，收集上清液，剩余残渣中再加入10mL提取液，进行二次提取，合并两次上清液。取2mL，用水稀释至20mL，进行固相萃取。
称取2.0mg尼龙6纳米纤维膜圆片(直径约10mm)装入膜盘式固相萃取仪，甲醇→水→甲醇→水→甲醇→水(各100μL)活化洗涤，其中甲醇静置活化2分钟，抽真空使其完全从纳米纤维膜脱离；20mL稀释液，经1mol/L盐酸水溶液调节pH至4-5，以4mL/min速度连续通过尼龙6纳米纤维膜，200μL正己烷、200μL 0.01mol/L乙酸水清洗，200μL酸化甲醇(乙酸-甲醇，5:95,v/v)洗脱吸附于尼龙6纳米纤维膜上的碱性橙Ⅱ，取洗脱液用高效液相色谱-二极管阵列检测。
实施例2：
样品：油豆腐。
目标物质：碱性橙Ⅱ。
以尼龙6为原料，间甲基苯酚和甲酸的混合溶液(4:6，v/v)为溶剂，于室温下搅拌混匀8h，得到浓度为32wt％的尼龙6溶液。采用静电纺丝法，于30％的湿度、20℃的温度，18kV的电压下，注射器以0.5mL/h的速度推进，喷射针尖距接收装置的距离为20cm，电纺4h，收集得膜厚度约为120μm，纤维直径约为230nm的尼龙6纳米纤维膜。
称取2.0g的油豆腐，粉碎，加入1mL的乙醇均化后，加入5mL的正己烷，涡旋30s、超声30min，离心5min，弃去正己烷层，然后加入10mL提取液---氢氧化钠水溶液调节pH至10的80％乙醇水溶液(乙醇：水＝70：30，v/v)，涡旋混匀，在常温下，超声提取30min，10000r/min离心5min，收集上清液，残渣中再加入10mL提取液，进行二次提取，合并两次上清液。取2mL，用水稀释至20mL，进行固相萃取。
称取4.0mg尼龙6纳米纤维膜圆片(直径约15mm)装入膜盘式固相萃取仪，甲醇→水→正己烷→水→甲醇→水(各100μL)活化洗涤，其中甲醇静置活化2分钟，抽真空使其完全从纳米纤维膜脱离；20mL稀释液，以乙酸调节pH至5-6，以3mL/min速度流动-停止-流动-停止-流动，间歇式地通过尼龙6纳米纤维膜，200μL正己烷、200μL甲醇水(甲醇：水＝2:98，v/v)清洗，200μL酸化甲醇(1mol/L盐酸水溶液-甲醇，3:97,v/v)洗脱吸附于尼龙6纳米纤维膜上的碱性橙Ⅱ，取洗脱液经高效液相色谱-二极管阵列检测。
实施例3：
样品：豆浆。
目标物质：碱性橙Ⅱ。
以尼龙6为原料，间甲基苯酚和甲酸的混合溶液(4:6，v/v)为溶剂，于室温下搅拌混匀15h，得到浓度为30wt％的尼龙6溶液。采用静电纺丝法，于30％的湿度、20℃的温度，16kV的电压下，注射器以0.1mL/h的速度推进，喷射针尖距接收装置的距离为25cm，电纺2h，收集得膜厚度约为80μm，纤维直径约为180nm的尼龙6纳米纤维膜。
称取1.0g的豆浆粉，加入1mL的乙醇均化后，加入10mL提取液---氨水调节pH至12的70％乙醇水溶液(乙醇：水＝70：30，v/v)，涡旋混匀，在常温下，超声提取30min，10000r/min离心5min，收集上清液，残渣中再加入10mL提取液，进行二次提取，合并两次上清液。取2mL，用水稀释至20mL，进行固相萃取。
称取3.0mg尼龙6纳米纤维膜圆片(直径约20mm)装入膜盘式固相萃取仪，乙醇→水→乙醇→水→乙醇→水(各100μL)活化洗涤，其中乙醇静置活化5分钟，抽真空使其完全从纳米纤维膜脱离；20mL稀释液，经1mol/L盐酸水溶液调节pH至6，以4mL/min速度连续地通过尼龙6纳米纤维膜，200μL丙酮、200μL水清洗后，200μL酸化乙醇(乙酸-乙醇，3:97,v/v)洗脱吸附于尼龙6纳米纤维膜上的碱性橙Ⅱ，取洗脱液用高效液相色谱-二极管阵列检测。
Claims (10)
1.一种适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是该方法包括以下步骤：
1.)尼龙6纳米纤维膜的制备：电纺溶液通过静电纺丝法制备尼龙6纳米纤维膜；
2.)豆制品样品中碱性橙Ⅱ的提取净化：将尼龙6纳米纤维膜制成直径约10-60mm的圆片，安装在膜盘式固相萃取仪上；尼龙6纳米纤维膜依次经活化溶剂和水的循环洗涤；取待检豆制品，经粉碎、均化、脱脂后，加入提取溶剂，以提取溶剂超声提取碱性橙Ⅱ，再将含有碱性橙Ⅱ的提取溶剂经离心、稀释，制成水性基质的样品溶液；调节水性基质样品溶液的pH值至4-7；样品溶液连续流动或“流动-停止-流动”间歇式地通过如前处理过的尼龙6纳米纤维膜，碱性橙Ⅱ被吸附在尼龙6纳米纤维膜上；以清洗剂淋洗尼龙6纳米纤维膜，去除可能与碱性橙Ⅱ分子共同吸附的杂质；以洗脱剂将碱性橙Ⅱ从尼龙6纳米纤维膜上洗脱下来，进行分析检测。
2.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的电纺溶液以尼龙6为溶质，溶剂为间甲基苯酚和甲酸的混合溶液，体积比为4:6(v/v)，于室温下搅拌混匀8-16h，得到浓度为20-40wt％的尼龙6溶液。
3.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的尼龙6纳米纤维膜由直径为100-500nm的纳米纤维非定向排列，均匀堆积成的厚度为50-120μm的膜；纳米纤维的直径由改变电纺溶液浓度或电纺操作的电压、推进速度或收集距离进行调整，纳米纤维膜厚度由电纺时间长短进行调整。
4.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的样品超声提取时所用的提取溶剂为50-80％(v/v)的乙醇水溶液，再经氨水或氢氧化钠水溶液调节pH至8-12。
5.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的水性基质的样品溶液是由提取溶剂经水稀释后制得的有机相比例<7％v/v的溶液。
6.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的调节水性基质样品溶液的pH值至4-7，所用的pH调节剂为乙酸或盐酸水溶液。
7.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的尼龙6纳米纤维膜依次经活化溶剂与水的循环洗涤时，循环洗涤次数为2～3次，且最后一次以水洗涤；分别以水和活化溶剂依次循环加在尼龙6纳米纤维膜上，其中活化溶剂静置1～5分钟后通过尼龙6纳米纤维膜，并抽真空使其完全从尼龙6纳米纤维膜脱离，水直接连续地通过尼龙6纳米纤维膜，不经抽干，使尼龙6纳米纤维膜保持湿润。
8.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的活化溶剂为甲醇、乙醇、乙腈或丙酮。
9.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的清洗剂为水、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮或正己烷，或是其中两种的混合溶液。
10.如权利要求1所述的适用于豆制品中碱性橙Ⅱ检测的样品预处理方法，其特征是所述的洗脱剂为乙酸或盐酸的水溶液，或乙酸或盐酸的水溶液与甲醇或乙醇的混合溶液。
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