CN114018880A - 基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法 - Google Patents

基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法 Download PDF

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Abstract

基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:取荧光探针试剂溶于超纯水制成工作液,冷藏;取荧光探针工作液加入待测饮用水样中,用仪器测量荧光信号值;将得到荧光信号值绘制动力学曲线图,并计算荧光信号平均值;根据待测饮用水样与纯净水、天然矿泉水之间的荧光信号平均值的差异对待测饮用水样进行鉴别;荧光探针工作液为2‑氨基‑5‑苯基乙炔基吡嗪溶液或其衍生物。本发明的鉴别方法适用于各种品牌的纯净水(含包装饮用水)以及天然矿泉水,且精确、快速、简便、高效,判别率高,抗干扰性强,可有效分辨离子勾兑纯净水和天然矿泉水。

Description

基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法
技术领域
本发明属于饮用水鉴别领域,特别是基于内源活性中间体对纯净水与天然矿泉水的区分和鉴别方法。
背景技术
纯净水通常是自来水经多道工序包括吸附、过滤、超滤等净化而来的饮用水,除人为添加外,基本不含或者含有较少天然矿物质及元素;而天然矿泉水是在特定的地质条件以及自然环境下形成的并积存在特殊地质构造岩层中的地下矿水,不仅含有丰富的矿物质以及微量元素,还具有清新爽口、甘甜的特点。然而,矿泉水的这些特性都可以被人为模仿,常有不法厂家常通过微量元素添加和口感调配的手段,以掺假纯净水冒充矿泉水来牟利。
当前,无论是纯净水还是天然矿泉水其品牌与种类多而杂,然而两大类水之间尚无针对性有效的鉴别方法。目前的鉴别方法包括外观识别、口感、折光率、比重试验、加酒试验、元素分析等,这些方法要么存在辨识度不高、主观性强,要么就有检测成本高且造假成本低的问题,难以确保成功率。
发明内容
经发明人研究发现,自然条件下形成的水在不经各种工序处理的情况下都会存在内源活性中间体,如各类自由基、水合电子(eaq-)等,这些活性中间体可被一类高敏感性荧光探针2-氨基-5-苯基乙炔基吡嗪(2-Amino-5-phenylethynylpyrazine)所捕捉,并在430nm处发出荧光进而被ATTO信号检测仪接收处理(ATTO检测仪具有较强荧光检测敏感性和低检测限的优点,同时还可进一步去除样品荧光噪声,使样品检测值更真实),而严格经过各道工序处理的饮用水特别是经超滤后的纯净水其内源活性中间体被破坏从而只有较小的荧光强度。基于此,可利用饮用水内源活性中间体的检测荧光强度对纯净水和天然矿泉水进行鉴别分析,其判别正确率可超过95%。
基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)取荧光探针试剂溶于超纯水制成工作液,冷藏;
2)取荧光探针工作液加入待测饮用水样中,用仪器测量荧光信号值;
3)将得到荧光信号值绘制动力学曲线图,并计算荧光信号平均值;
4)根据待测饮用水样与纯净水、天然矿泉水之间的荧光信号平均值的差异对待测饮用水样进行鉴别;
所述步骤1的荧光探针工作液为2-氨基-5-苯基乙炔基吡嗪溶液或其衍生物。
优选的,所述步骤1)中的冷藏温度为-30~-10℃;所述步骤1)荧光探针工作液体积为10~100μL,优选为50μL,所述待测饮用水的体积为700-990μL,优选为950μL。
优选的,所述步骤1荧光探针工作液体积为50μL,所述待测饮用水的体积为950μL。
优选的,所述步骤1)的荧光探针工作液浓度为0.1~1mol/L。
优选的,所述步骤1)的荧光探针工作液浓度为0.24mol/L。
优选的,所述步骤2)的仪器为ATTO信号检测仪。
优选的,所述步骤2)的荧光信号值测量时间为30~300s,每秒记录一个数据点。
优选的,所述步骤2)的荧光信号值测量时间为120s。
优选的,所述待测饮用水样检测批次不少于20。
本发明的有益效果:
本发明的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法适用于各种品牌的饮用水以及天然矿泉水,包括市面上已出售的任意一种纯净水以及所述任意一种纯净水为基础的包装饮用水、矿物质水、白开水。
本发明的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法精确、快速、简便、高效,判别率高。
本发明的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法抗干扰性强,可有效分辨离子勾兑纯净水和天然矿泉水。
附图说明
图1为不同浓度荧光探针在纯净水中随时间的信号动力学变化曲线。
图2为不同浓度荧光探针在矿泉水中随时间的信号动力学变化曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
除非另作定义,本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例1:
对于荧光探针2-氨基-5-苯基乙炔基吡嗪工作液浓度的优选,包括以下步骤:
1)分别配置0.024、0.24、2.4mol/L荧光探针2-氨基-5-苯基乙炔基吡嗪工作液,其中所用溶剂为超纯水,工作液于-20℃冰箱备用;
2)取待测水样(某一品牌纯净水和某一品牌天然矿泉水)950μL于1.5mL离心管中,而后加入50μL不同浓度的荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值,持续记录4min;
3)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并整合归纳;
4)观察归纳后动力学曲线(如图1、2所示),选择最优荧光探针检测浓度。
图1为不同浓度荧光探针在纯净水中随时间的信号动力学变化曲线,图2为不同浓度荧光探针在矿泉水中随时间的信号动力学变化曲线。纯净水与矿泉水在荧光探针浓度上的变化趋势整体相同。以纯净水为例,纯净水分析结果显示,荧光探针浓度为0.024mol/L的工作液并不能有效反映待测水中所存在的内源活性中间体,当浓度升至0.24mol/L时基本能够全面捕捉水体中的活性中间体,而当浓度继续升高时,则无明显改变;在时间上,前60s内检测值略有上升趋势,120s后基本无变化。基于此,优化确定荧光探针工作液浓度为0.24mol/L,检测持续时间为120s。
实施例2:
基于水中内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)分别取20个不同批次的纯净水1和20个不同批次的天然矿泉水1待测样700μL于1.5mL离心管,分别加入20μL荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值;
2)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并计算荧光信号平均值;
3)将步骤2中所得数据进行整合归纳,分析纯净水和天然矿泉水中的差异并进行判别。
水种 荧光信号值 合计 鉴别正确率
纯净水1 590.2±62.8 19 95%
天然矿泉水1 5552.3±422.5 20 100%
分析结果显示,纯净水1与天然矿泉水1两者检测值之间存在显著性差别,且综合不同批次间的检测值可知纯净水1与天然矿泉水1间的鉴别正确率高达95%以上。
实施例3:
基于水中内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)分别取20个不同批次的纯净水2和20个不同批次的天然矿泉水2待测样980μL于1.5mL离心管,分别加入80μL荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值;
2)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并计算荧光信号平均值;
3)将步骤2中所得数据进行整合归纳,分析纯净水和天然矿泉水中的差异并进行判别。
水种 荧光信号值 合计 鉴别正确率
纯净水2 560.4±53.3 20 100%
天然矿泉水2 6855.7±498.6 20 100%
分析结果显示,纯净水2与天然矿泉水2两者检测值之间存在显著性差别,且综合不同批次间的检测值可知纯净水2与天然矿泉水2间的鉴别正确率高达95%以上。
实施例4:
基于水中内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)分别取20个不同批次的纯净水3和20个不同批次的天然矿泉水3待测样800μL于1.5mL离心管,分别加入40μL荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值;
2)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并计算荧光信号平均值;
3)将步骤2中所得数据进行整合归纳,分析纯净水和天然矿泉水中的差异并进行判别。
水种 荧光信号值 合计 鉴别正确率
纯净水3 597.8±69.9 19 95%
天然矿泉水3 7426.2±521.3 20 100%
分析结果显示,纯净水3与天然矿泉水3两者检测值之间存在显著性差别,且综合不同批次间的检测值可知纯净水3与天然矿泉水3间的鉴别正确率高达95%以上。
实施例5:
基于水中内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)分别取20个不同批次的纯净水4和20个不同批次的天然矿泉水4待测样950μL于1.5mL离心管,分别加入50μL荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值;
2)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并计算荧光信号平均值;
3)将步骤2中所得数据进行整合归纳,分析纯净水和天然矿泉水中的差异并进行判别。
水种 荧光信号值 合计 鉴别正确率
纯净水4 617.1±80.6 19 95%
天然矿泉水4 3683.7±291.4 20 100%
分析结果显示,纯净水4与天然矿泉水4两者检测值之间存在显著性差别,且综合不同批次间的检测值可知纯净水4与天然矿泉水4间的鉴别正确率高达95%以上。
实施例6:
基于水中内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)分别取20个不同批次的纯净水5和20个不同批次的天然矿泉水5待测样950μL于1.5mL离心管,分别加入50μL荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值;
2)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并计算荧光信号平均值;
3)将步骤2中所得数据进行整合归纳,分析纯净水和天然矿泉水中的差异并进行判别。
水种 荧光信号值 合计 鉴别正确率
纯净水5 785.5±90.8 20 100%
天然矿泉水5 3080.7±168.8 20 100%
分析结果显示,纯净水5与天然矿泉水5两者检测值之间存在显著性差别,且综合不同批次间的检测值可知纯净水5与天然矿泉水5间的鉴别正确率高达95%以上。
实施例7:
对于纯净水添加离子冒充天然矿泉水的鉴别方法,包括以下步骤:
1)配置含钠、钾、镁、钙离子各1~10mg/mL的混合离子超纯水溶液用以模拟矿泉水。
取混合离子模拟矿泉水待测样950μL于1.5mL离心管,加入50μL荧光探针工作液后于ATTO信号接收器接收荧光信号值;
2)将得到的每个荧光信号值绘制动力学曲线,并计算荧光信号平均值;
3)将实施例2-6中所得数据进行整合归纳并分类取平均值,综合分析纯净水、天然矿泉水以及混合离子模拟矿泉水的差异并进行判别。
水种 荧光信号值 合计 鉴别正确率
纯净水(1-5) 629.8±63.4 100 97%
天然矿泉水(1-5) 5319.2±923.7 100 100%
混合离子模拟矿泉水 580.6±24.7 20 ——
综合分析结果显示,混合离子勾兑模拟的矿泉水其检测值与纯净水处于同一水平,并同样与天然矿泉水存在显著差异,表明此方法对于分辨纯净水和天然矿泉水以及鉴别离子调配矿泉水具有判别率高、分辨率高等优点,可广泛用于饮用水区分以及掺假检测。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取荧光探针试剂溶于超纯水制成工作液,冷藏;
2)取荧光探针工作液加入待测饮用水样中,用仪器测量荧光信号值;
3)将得到荧光信号值绘制动力学曲线图,并计算荧光信号平均值;
4)根据待测饮用水样与纯净水、天然矿泉水之间的荧光信号平均值的差异对待测饮用水样进行鉴别;
所述步骤1的荧光探针工作液为2-氨基-5-苯基乙炔基吡嗪溶液或其衍生物。
2.根据权利要求1所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述步骤1)中的冷藏温度为-30~-10℃;所述步骤1)荧光探针工作液体积为10~100μL,所述待测饮用水的体积为700-990μL。
3.根据权利要求1所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述步骤1)的荧光探针工作液浓度为0.1~1mol/L。
4.根据权利要求1所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述步骤1)的荧光探针工作液浓度为0.24mol/L。
5.根据权利要求1所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述步骤2)的仪器为ATTO信号检测仪。
6.根据权利要求1所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述步骤2)的荧光信号值测量时间为30~300s,每秒记录一个数据点。
7.根据权利要求5所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述步骤2)的荧光信号值测量时间为120s。
8.根据权利要求1所述的基于内源活性中间体对纯净水和天然矿泉水的鉴别方法,其特征在于,所述待测饮用水样检测批次不少于20。
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