CN109297918A - 一种检测酸性红26的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测酸性红26的方法，具体是采用斜投影算法和可见反射光谱对纯羊毛线上染料含量进行快速无损分析，属于服装面料用染料检验领域。以染料酸性红26为分析对象，采用斜投影算法对纯羊毛线上染料含量进行快速分析。利用紫外可见光纤光谱仪，采集含不同含量酸性红26纺织品样本的可见反射测量光谱数据，结合斜投影算法，建立酸性红26的含量与组分信号值的标准曲线；通过采集待测样本的可见‑反射光谱,结合斜投影算法计算出酸性红26组分信号值，带入该标准曲线即可分析得到样本中的酸性红26含量。本申请建立的分析方法结果可靠、效率高、操作简单，并且分析成本低，为纺织品上染料快速分析提供了可行性的方案。

Description

一种检测酸性红26的方法
技术领域
本发明涉及一种检测酸性红26的方法，具体是采用斜投影算法和可见反射光谱对纯羊毛线上染料含量进行快速无损分析，属于服装面料用染料检验领域。
背景技术
禁用偶氮染料的检测越来越受到人们和纺织品制造商的关注，酸性红26为一种禁用偶氮染料，应用于纺织品服装的印染，在特殊条件下，它能分解产生致癌芳香胺，经过活化作用改变人体的DNA结构引起病变和诱发癌症，在国际生态纺织品标准Oeko-TexStandard 1000、欧盟2002/371/EC指令、我国国家标准《生态纺织品技术要求》、环境保护行业《环境标志产品技术要求生态纺织品》也分别将酸性红26列为致癌和致敏染料；
在此背景下，国内外对纺织品致癌性禁用染料的分析方法进行了大量的研究。其中研究报道最多的为气-质联用(GC-MS)、紫外可见光谱法、薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)法、液-质联用(HPLC-MS)等。但是，气-质联用仪价格昂贵，测试时间长，检测效率低，不能用于未知物的定性分析；紫外可见光谱法不适用于检测复杂的混合组分；薄层色谱需要分离混合组分中的分析物才能进行定量分析，而且定量的准确性不会太高；高效液相色谱法存在效率低，设备成本高，前处理复杂等问题。目前，用于检测和分析的方法存在样品前处理复杂，效率低的问题，这些问题限制了一些检测和分析方法在相关领域的应用，基于此，提供一种行之有效的快速检测方法就成了本领域的迫切需求。
发明内容
为了达到上述目的，本发明提供一种检测纺织品中染料酸性红26的方法，解决了现有技术中存在的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种检测酸性红26的方法，所述检测酸性红26的具体步骤为：
步骤一、分析样本制备
(1)、分别称取S1、S2、S3染料，所述S1、S2为酸性红26，配制成浓度为1.0g/L的标准母液，以母液配制不同浓度的系列染液，其中各染料浓度在0.00-0.15g/L；
(2)、依次称取纯羊毛线，编好序号，将每份纯羊毛线用40℃温水浸湿，挤干后，依次投入系列染液中进行染色；
染色条件：浴比1:40，硫酸钠10g/L，pH为2.5-4，在40℃内染10min，之后每隔10min上升10℃，直到升到90℃，保温染色60min，降至室温，取出样本，挤出多余染液晾干；
步骤二、光谱数据采集：
使用紫外-可见光谱仪采集染色前后的染液光谱数据；采用紫外-可见光纤光谱仪采集样本的可见-反射光谱数据，导出数据留用；
步骤三、酸性红26的定量分析：包括各样本上酸性红26染料量的计算；酸性红26分析标准曲线建立；
优选的，步骤二所述各样本的可见-反射光谱的测定条件为：采用光纤光谱仪和积分球采集光强度─波长的光谱数据，平均1秒/次，积分时间为700ms，每一个样本采集10次数据。
优选的，所述步骤三中：
(1)样本上酸性红26染料量的计算：通过紫外-可见光纤光谱仪分别采集染色前后的染液和残液吸光度－波长的光谱数据，将特征峰波长位置的吸光度记为A1，残液在特征峰波长位置的吸光度记为A0，上染率计算如公式(1)：
上染率＝(1-A0/A1) (1)
通过公式(1)计算得到上染率，通过上染率计算出样品中所含的染料量；样品中所含的染料量＝(染液浓度×染液体积×上染率/样本重量)；
(2)酸性红26的定量分析：
采集染色后样本的光强度─波长光谱数据记为A；酸性红26光谱数据记为S；取S1系列、S3系列纯羊毛线染色样本和未染色的纯羊毛线S0的可见-反射光谱数据平均值组成光谱背景数据库记为H；将S、H和A导入MATLAB计算平台，结合斜投影算法，计算得到系列样本中酸性红26的组分信号记为ZFa值；以样本真实浓度为横坐标，酸性红26组分信号为纵坐标得到标准曲线；
样本中酸性红26的含量与组分信号的线性回归方程见式(2)，决定系数R2＝0.9958；
y＝3×106x+527994 (2)。
优选的，所述采用紫外-可见光纤光谱仪采集样本的光强度-波长的可见-反射光谱数据，通过斜投影算法对样本进行分析，得到不含酸性红26样本的组分信号，组分信号为负值时，则该样本中不含酸性红26。
本发明的有益效果是：以染料酸性红26为分析对象，采用斜投影算法对纯羊毛线上染料含量进行快速分析。利用紫外可见光纤光谱仪，采集含不同浓度酸性红26纺织品样本的可见反射测量光谱数据，结合斜投影算法，建立酸性红26的浓度与信号值的分析标准曲线；通过采集待测样本的可见反射光谱,结合斜投影算法计算出酸性红26组分信号值，带入该标准曲线即可分析得到样本中的酸性红26含量。结果表明系列样本组分信号和样本中酸性红26含量具有良好的线性关系(R2＝0.9958)，相对误差在0.23％—7.59％。说明该本实验所用的本研究建立的分析方法结果可靠、效率高、操作简单，并且分析成本低，为纺织品上染料快速分析提供了可行性的方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是染色工艺曲线图；
图2是系列样本的可见-反射光谱图；
图3是酸性红26分析标准曲线；
图4是酸性红26的吸光度-波长光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种检测酸性红26的方法，所述检测酸性红26的具体步骤为：
步骤一、分析样本制备
分别称取S1、S2、S3染料各0.1g，所述S1、S2为酸性红26，配制成浓度为1.0g/L的标准母液，以母液配制不同浓度的系列染液，其中各染料浓度在0.00-0.15g/L；见表1，染色工艺曲线图见图1：
表1 系列染液浓度
2.依次取质量为1g纯羊毛线，编好序号，将每份纯羊毛线用40℃温水浸湿，挤干后，依次投入系列染液中进行染色。
染色条件：浴比1:40，硫酸钠10g/L，pH为2.5-4，用硫酸调节，在40℃内染10min，之后每隔10min上升10℃，直到升到90℃，保温染色60min，降至室温，取出样本，挤出多余染液晾干；
步骤二、光谱数据采集：
使用紫外可见光谱仪采集染色前后的染液光谱数据；如图2，采用紫外可见光纤光谱仪采集样本的可见反射光谱数据，各样本的可见-反射光谱的测定条件为：采用光纤光谱仪和积分球采集光强度─波长的光谱数据，平均1秒/次，积分时间为700ms，每一个样本采集10次数据，导出数据留用。
步骤三、酸性红26的定量分析：包括各样本上酸性红26染料量的计算；酸性红26分析标准曲线建立；
(1)样本上酸性红26染料量的计算：如图4，通过紫外可见光谱仪分别采集染色前后的染液和残液吸光度－波长的光谱数据，将染液在特征峰波长位置503.189nm处的吸光度记为A1，残液在特征峰波长位置503.189nm处的吸光度记为A0，上染率计算如公式(1)：
上染率＝(1-A0/A1) (1)
通过公式(1)计算得到上染率，通过上染率计算出样品中所含的染料量；样品中所含的染料量＝(染液浓度×染液体积×上染率/样本重量)。
(2)样本中酸性红26的定量分析标准曲线建立：
采集染色后样本的光强度─波长光谱数据记为A；酸性红26光谱数据记为S；取S1系列、S3系列纯羊毛线染色样本和未染色的纯羊毛线S0的可见-反射光谱数据平均值组成光谱背景数据库记为H；将S、H和A导入MATLAB计算平台，结合斜投影算法，计算得到系列样本中酸性红26的组分信号记为ZFa值；以样本真实浓度为横坐标，酸性红26组分信号为纵坐标得到标准曲线，结果见表2和图3。
表2 样本中酸性红26的含量与组分信号关系
样本中酸性红26的含量与组分信号的线性回归方程为y＝3×106x+527994，决定系数R2＝0.9958。
方法的准确可靠性分析：
分别称取S1、S2、S3染料各0.1g，所述S1、S2为酸性红26，配制成浓度为1.0g/L的标准母液，以母液配制不同浓度的系列混合染液，其中各染料浓度在0.00-0.15g/L；制得羊毛染色样本，并采集光谱数据，然后计算样本中酸性红26组分信号，带入标准曲线中得到待测样本的预测浓度；依据待测样本的预测浓度与真实浓度比较分析实验结果的准确可靠性。结果见表3。
表3 待测样本中酸性红26含量的分析结果
由表3计算结果可知，所建立的斜投影快速分析方法的测定结果待测样本中真实浓度与预测浓度的绝对误差相差不大，相对误差在0.23％—7.59％，说明利用此方法测定准确度较高，能够快速准确地测量大批量样品，并可以推广到不同背景样本中其他染料的分析。
此外，本发明通过光纤光谱仪采集不含酸性红26混染样本的光强度-波长的可见-反射光谱数据，通过斜投影算法对不含酸性红26混染样本进行分析，得到不含酸性红26样本的组分信号，结果如表4所示：
表4 不含酸性红26混染样本的组分信号
由表4可知，不含酸性红26的样本SP系列得到组分信号全为负值。当样本分析得到的组分信号为负值时，则可以判断该样本中不含酸性红26。通过这个方法，可以对未知染料样本进行分析，进而判断该样本是否含有酸性红26。
本申请所建立的分析方法结果可靠、效率高、操作简单，并且分析成本低，为纺织品上染料快速分析提供了可行性的方案。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种检测酸性红26的方法，其特征在于，所述检测酸性红26的具体步骤为：
步骤一、分析样本制备
(1)、分别称取S1、S2、S3染料，所述S1、S2为酸性红26，配制成浓度为1.0g/L的标准母液，以母液配制不同浓度的系列染液，其中各染料浓度在0.00-0.15g/L；
(2)、依次称取纯羊毛线，编好序号，将每份纯羊毛线用40℃温水浸湿，挤干后，依次投入系列染液中进行染色；
染色条件：浴比1:40，硫酸钠10g/L，pH为2.5-4，在40℃内染10min，之后每隔10min上升10℃，直到升到90℃，保温染色60min，降至室温，取出样本，挤出多余染液晾干；
步骤二、光谱数据采集：
使用紫外-可见光谱仪采集染色前后的染液光谱数据；采用紫外-可见光纤光谱仪采集样本的可见-反射光谱数据，导出数据留用；
步骤三、酸性红26的定量分析：包括各样本上酸性红26染料量的计算；酸性红26分析标准曲线建立。
2.根据权利要求1所述的一种检测酸性红26的方法，其特征在于，步骤二所述各样本的可见-反射光谱的测定条件为：采用光纤光谱仪和积分球采集光强度─波长的光谱数据，平均1秒/次，积分时间为700ms，每一个样本采集10次数据。
3.根据权利要求1所述的一种检测酸性红26的方法，其特征在于，所述步骤三中：
(1)样本上酸性红26染料量的计算：通过紫外-可见光纤光谱仪分别采集染色前后的染液和残液吸光度－波长的光谱数据，将特征峰波长位置的吸光度记为A1，残液在特征峰波长位置的吸光度记为A0，上染率计算如公式(1)：
上染率＝(1-A0/A1) (1)
通过公式(1)计算得到上染率，通过上染率计算出样品中所含的染料量；样品中所含的染料量＝(染液浓度×染液体积×上染率/样本重量)；
(2)酸性红26的定量分析：
采集染色后样本的光强度─波长光谱数据记为A；酸性红26光谱数据记为S；取S1系列、S3系列纯羊毛线染色样本和未染色的纯羊毛线S0的可见-反射光谱数据平均值组成光谱背景数据库记为H；将S、H和A导入MATLAB计算平台，结合斜投影算法，计算得到系列样本中酸性红26的组分信号记为ZFa值；以样本真实浓度为横坐标，酸性红26组分信号为纵坐标得到标准曲线；
样本中酸性红26的含量与组分信号的线性回归方程见式(2)，决定系数R2＝0.9958；
y＝3×106x+527994 (2)。
4.根据权利要求1所述的一种检测酸性红26的方法，其特征在于，所述采用紫外-可见光纤光谱仪采集样本的光强度-波长的可见-反射光谱数据，通过斜投影算法对样本进行分析，得到不含酸性红26样本的组分信号，组分信号为负值时，则该样本中不含酸性红26。
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