在線滲析離子色譜法測定牛奶中硫氰酸鹽精

1、作者簡介 姚敬 (1979-, 女 , 主管技 師 , 主要 從事食 品、 消毒劑、 涉水產品衛(wèi)生檢驗工作?；瘜W測定方法在線滲析 離子色譜法測定牛奶中硫氰酸鹽姚敬 , 朱杰民 , 陳明 , 鐘志雄 , 李少霞(廣東省疾病預防控制中心 , 廣州 510300摘要 目的 :建立利用在線滲析離子色譜法測定牛奶 中硫氰 酸鹽的方 法。 方法 :樣品 經純水 振蕩、 超聲提 取后 , 離心 所得的清液經在線滲析后 進入分離柱 , 采用 M etrosep A Supp4陰離子交換柱 , 以 2. 5mmo l/LN a 2CO 3與 2. 0mm o /LN a H CO 3混合溶液 +3. 5%丙酮作

2、為淋洗液 , 化學抑制電導檢測 。 結果 :經優(yōu)化實驗條件 , 該方法線性良好 , SCN -的檢 出限為 0. 023mg /L,樣品加標回收率在 92%106%之間 , 精密度 RS D 為 2. 8%。 結論 :該法能快速檢測奶制品中的微量 硫氰酸 鹽、 靈敏、 準確 , 高效自動化。關鍵詞 離子色譜法 ; 滲析 ; 牛奶 ; 硫氰酸鹽 中圖分類號 O 657. 7+5 文獻標識碼 A 文章編號 1004-8685(2011 04-0824-03Deter m ination of t hiocyanate in m il k by on -line dialysis -ion chro

3、 m atographyY AO J ing , ZH U J ie -m in , C H EN M ing , ZHONG zh i -x iong , LI Shao -x ia (Center fo r D isease Contro l and P reven ti on o f Guangdong P rovince , Guangzhou 510300, Ch i naAb stract O bjective :A m ethod for m easuri ng thiocyanate i n m il k by comb i ned on-line dialysis-ion c

4、hro m atog raphy w as es tab lished . M ethods :The sa m ple w as ex tracted by m i x i ng , u ltrasonicati on and centrifuge , t he supe rnatan t liqu i d was then on-li ne dialyzed . The thiocyanate were sepa rated w it h t he M etrosep A Supp4An i on Exchanger Co l umn . A m i x ed so l uti on of

5、 2. 5mmo l/LN a 2CO 3and 2. 0mm ol/LN a HCO 3conta i n i ng 3. 5%acetone w as used as eluent . The treat m ent so l uti on w as detec ted by suppressed conducti v ity detecto r . R esu lts :DL o f t he m ethod w as 0. 023mg /L.T he average recove riesw ere i n the range of 92%106%.T he re lati ve st

6、andard dev i a ti onpreces i (RSD w as 2. 8%.Conc l u sion :Th ism e t hod , w hich is f ast , sens i tive , ac curate and autom atic , can be appli ed for de ter m i nati on of trace thiocyanate i n m il k . K ey words Ion ch ro m a t og raphy ; D ialysis ; M il k ; T h i ocyanate 自從 2008年奶粉中非 法添加

7、三聚氰 胺的事 件發(fā)生 后 , 全 社會人民對牛奶 與奶 制品的 質量 檢測 空前 關注 , 為 保證 乳制 品的質量安全 , 維護人們的身體健 康 , 對牛奶 中多種陰 陽離子 的檢測勢在必行。硫氰酸鹽 (SCN - 具有毒性 , 雖然不像 CN -毒性那么大 , 但對水生物和人體仍 有害 , 能抑 制人體內 的碘轉 移而引起地方 性甲 狀腺腫 , 對 甲狀 腺功 能有 重要 影響 1。硫 氰酸鹽可以用于鮮奶的保鮮 , 其原理是 SC N -同乳 過氧化酶作 用 , 當加入硫氰 酸 根和 一 定的 過 氧 化物 后 , 可 阻 斷細 菌 的代 謝 , 從而達到抑菌的作用。自 2008年 12

8、月 12日起 , 中國政府 禁止將硫氰酸鹽作為 牛奶或其它食品的添加劑。硫氰酸根的常量 分析的常用方 法是滴 定法 , 試劑易 得、 快 捷 , 但靈敏度較低 ; 光譜法具 有滴定 法的優(yōu) 點 , 靈 敏度較 高 , 但 顏色 不太穩(wěn)定 ; 色 譜法是 現在分 析微量 SC N -常 用的方 法 , 適 宜混合離子中 SCN -的測定 , 在分離 方面占優(yōu)勢。 使用頂空或 衍生氣相色譜法 可以 測定血 或尿 中的 硫氰 酸根 , 但 要求 儀器 的性能和設備較高 2, 3, 反相離子對色譜 法測定硫 氰酸根方法 快速、 靈敏 , 選擇性高 , 檢測限低 4, 5。 使用離子色譜分 析常規(guī)陰 離

9、子中 , SCN -屬于易極 化的無 機陰離子 , 它對陰離子交換固定相 的親和 力較強 , 在離 子色譜柱中的保留時間很長 , 色譜峰寬且 嚴重拖尾 , 本 文通過 在流動 相中加入適當的有 機溶 劑作 為改進 劑 , 減 弱對 固定 相的 親和力 , 從而解決了這 一問 題。奶 制品 由于 蛋白 質、 脂肪 含量 高 , 前處理一般需要沉淀、 離心等步驟 , 本研 究使用 英藍滲 析技術 進行樣品前處理 , 大大簡化凈化分析過程 , 實現全自動操 作。 1 材料與方 法 1. 1 主要儀器與試劑M etroh m 離子色譜儀 (瑞士萬通公 司 :838型自動 進樣裝 置 ; 861型電 導

10、檢 測器 , 838型 滲析 單 元 ; IC N et2. 3色 譜 工作 站。 M illi-Q 超純水器 (法 國 M illi pore 公 司 ; 日 立 CR22G 高 速離心機 (日本 H I TAC H I 公司 ; 滲析膜 (瑞士萬通 公司 , 孔徑 0. 2 m, 直徑 47mm 。硫氰 酸 銨 (NH 4SCN 標 準 溶 液 (1. 00m o l/L,編 號 , 水 基 體 , 購自德國 F l uka 公 司 ; 碳酸 鈉 (優(yōu) 級 純 , 香 港 FARCO 公 司 , 碳酸氫鈉 (優(yōu)級純 , 日本 N aca l a i T espue 公司 ; 丙酮 (分析

11、純 , 廣州化學試劑廠 ; 乙腈 (色譜純 , 德國 M erck 公司 。 實驗用水均為電導率為 18. 2兆歐的去離子水 。標準溶液的配制 :準確移取硫氰酸銨 (NH 4SCN 標 準溶液 1. 0m l 于 100m l 容量瓶中 , 用水定 容至刻 度 , 此溶液含 SCN -581mg /L。:鈉 c (a H C O 3 =2. 0mm -碳824中國衛(wèi)生檢驗雜志 2011年 4月 第 21卷 第 4期 Ch i nese Journal ofH ealt h Laborat ory T echnology , Apr 2011; V ol 21 No 4酸鈉 c(N a HCO

12、3 =2. 5mmo l/L溶液 :稱取 0. 1680g 碳酸氫 鈉和 0. 2650g 碳酸鈉 , 溶于純 水中 , 并加入 35m l 丙酮 , 稀釋定 容到 1000m l 。 1. 2 色譜條件色譜柱 :M etrosep A Supp4(250mm 4mm, 9 m 陰離子 交換 柱 , M e tro sep A Supp4/5S -G uard 保 護 柱 ; 淋 洗 液 :2. 5mm o l/LN a 2CO 3與 2. 0mm o /LN a HCO 3混合 溶液 +3. 5%丙酮 , 流速 1. 0m l/mi n ; 再生 液 :50mmo l/LH 2S O 4;

13、進樣 體積 :20 , l 電導檢測 , 以保留時間定性 , 峰面積定量。 1. 3 樣品前處理 1. 3. 1 在線滲析技術流 程圖圖 1 在線滲析裝置示意圖滲析技術是 基于 離子 和分子 經半 透膜 遷移 的分 離方 法。 樣品溶液中除了 大分 子的不 溶物 質 , 還有 顆粒 和膠 質組 分都被滲析膜保留 并隨 廢液排 出 6。為了 保護 分離 柱 , 在測 定牛 奶類 樣品中 SC N -前 , 必須 萃取分 離膠質 和油脂 , 而采 用在線 滲析技術能洗脫分子 量較大的化合 物 , 從 而排除 干擾 , 穩(wěn)定柱 效。每個樣品都 通過 滲析 池淋 洗、 在線 滲析、 轉 移、 進樣 四

14、個 步驟后開始離子色譜 分析。 1. 3. 2 準確 稱取 試 樣 牛 奶 約 5g ; 奶 粉 約 0. 5g (精 確到 0. 1m g 于 50m l 比色管中 , 加入純水 , 充分溶解、 振蕩 , 超聲萃 取 10m in , 用 水 定 容 至 刻 度。 將 提 取 液 15000r /min 離 心 5m i n , 取上清 液待測。 1. 4 標準系列分別準確吸取 SCN -標準溶液 0. 10m l 、 0. 50m l 、 1. 00m l 、 2. 00m l 、 3. 00m l 于 100m l 容量瓶 , 各加水定容至刻度 , 即得含 SCN -0. 58mg /L

15、、 1. 16m g /L、 5. 81m g /L、 11. 6mg /L、17. 4mg /L標準 液系 列。分別 將 SCN -標準 液進行 I C 分 析測定 , 然后以峰面積為縱坐標 , 以 SCN -的濃度 為橫坐標 , 一次線 形擬合 , 繪制標準曲線。 2 結果與討論2. 1 分離柱的選擇SCN -屬于易極化的無 機陰離 子 , 它對陰 離子交換 固定相 的親和力較強 , 在離子色譜柱中的 保留時 間很長 , 色譜 峰寬且 嚴重拖尾 , 甚 至 不被 洗脫 7。 因此 要選 擇 較短 的 M etrosep A Supp4常規(guī) 陰離子交換柱。實驗證明 , 不 適宜選用 高容量柱

16、如 M e tro sep A Supp7陰離子分 析柱。 2. 2 淋洗液濃度的選擇為了研究淋洗液 濃度對硫氰酸根 保留時 間及分離 度的影響 , 在固定流速 1. 0m l/mi n 的條件下 , 選用不同的 淋洗液濃度 組 合 , 對 5. 81mg /LSCN -標準溶液進行分離實驗 , 研究淋洗液 濃度對 SCN -的保留 時間的 影響 , 實 驗結果 (表 1 表 明 , 采用 2. 5mm o l/LN a 2CO 3與 2. 0mm o /LN a HCO 3作淋洗液硫氰酸鹽 表 1 淋洗液濃度對 SCN -的保留時間和峰面積的影響 淋洗液濃度 (mm ol/LSCN -的保留

17、時間(mi n SCN -的峰面積 (mAU*m i n1. 8Na 2CO 3+1. 7Na HCO 328. 8181. 42. 0Na 2CO 3+1. 7Na HCO 326. 7983. 82. 0Na 2CO 3+2. 0Na HCO 324. 6392. 62. 5Na 2CO 3+2. 0Na HCO 323. 801032. 5Na 2CO 3+1. 7Na HCO 322. 9291. 02. 5Na 2CO 3+2. 5N a H CO 321. 2489. 82. 3 淋洗液中有機改進劑的選 擇當采用常規(guī)陰 離子交 換分 離柱測 定 SCN -易極 化的 陰離子時 ,

18、為了減少吸附作 用 , 改善 峰形 和減 少 保留 時間 , 需 要在 淋洗液中加入有機改進劑。有機 改進劑 的最重 要作用 是調節(jié) 離子交換過程的選擇性 , 改變分離 柱對分析 物的保 留特性 , 從 而改變洗脫順序、 峰效 和分 離度 ; 改 善樣 品 的溶 解性 , 擴 大離子色譜的應用范 圍 ; 使被 有機 物污 染的 分離 柱易 于清 洗。淋 洗液中加入有機溶劑來改變離子 對色譜 的保留 特性已 有較長 的歷史 , 而在離子色譜 中用 有機 改進 劑來 改變 離子 交換 的選 擇性還是近幾年才被提出的 8, 9。有機溶劑的選 擇是 一個 重要參 數 , 適 合的 有機 溶劑 有甲 醇

19、、 丙酮、 乙腈和 異丙 醇等。 若在 較長 的時 間來 改善 分離 度 , 則應選用甲醇 , 如為了縮短保留時 間和改善 峰形 , 則應 選用丙 酮或 乙腈。本次 研究的 重點在 于縮短的 SCN -保留時 間和改 善峰形 , 因此選用丙酮和乙腈進行試驗。 2. 3. 1 丙 酮 對 SC N -保 留 時 間 及 峰 形 的 影 響 在 淋 洗 液 2. 5mm o l/LN a 2CO 3與 2. 0mm o /LN a HCO 3中加 入丙 酮 使其 濃度分 別 達 到 0. 5%, 1. 0%, 2. 0%, 3. 5%, 5. 0%和 10%對SCN -標準溶液進行分離 效果試驗

20、。實驗結 果表明 , 當 丙酮濃 度逐 漸增 加 , 保留 時間 則由 25m i n(0%丙酮 縮短 為 20m i n (10%丙酮 , 見表 2。表 2 有機改進劑丙酮濃度對保留時間 、 峰面積和柱壓的影響 丙酮濃度 (%保留時間 (mi n峰面積 (mAU *m i n 柱壓 (Mpa00. 51. 02. 03. 55. 01023. 823. 222. 822. 421. 621. 120. 310199. 097. 896. 095. 794. 993. 67. 17. 27. 47. 67. 88. 08. 2隨著丙酮濃度 的增 加 , 峰 形有 改善 , 但 柱壓 也明 顯增

21、 加 , 當丙酮濃度超過 10%時 , 柱壓超過 8. 2M pa 。圖 2為淋洗液中 加入 3. 5%丙酮測定 5. 81m g /LSCN-標準溶液圖譜。 2. 3. 2 乙腈對 SC N -保留時間及 峰形的影響 用乙腈代替丙 酮加入淋洗液 中在 相同 色譜 條件 下進 行 分離 試驗 , 對比 表 2發(fā)現保留時間有所提前 , 但峰面積減少 , 柱 壓未能改善 , 見表 3和圖 3。825中國衛(wèi)生檢驗雜志 2011年 4月 第 21卷 第 4期 C h i nese Jou rnal ofH ea l th Laboratory Technol ogy , Ap r 2011; Vol

22、21 No 4 2. SCN -5. 81mg /L圖 2 2. 5mm ol/LNa 2CO 3+2. 0mmo /LN aHCO 3+3. 5%丙酮淋洗液測定 SCN -標準溶液色譜圖表 3 有機改進劑乙腈濃度對保留時間 、 峰面積和柱壓的影響 乙腈濃度 (%保留時間 (mi n 峰面積 (mAU*m i n 柱壓 (Mpa00. 51. 2. 03. 55. 01022. 321. 020. 819. 718. 917. 917.297. 195. 092. 890. 189. 788. 483.67. 37. 47. 57. 77. 98. 18. 31. SCN -5. 81mg /

23、L圖 3 2. 5mm ol/LNa 2CO 3+2. 0mmo /LN aHCO 3+3. 5%乙腈淋洗液測定 SCN -標準溶液色譜圖綜上所述 , 在本 文選 用的不 同濃 度有 機改 進劑 的分 離試 驗中 , 3. 5%丙酮作為有機改進 劑加入 淋洗液 中所得的 分離效 果 最 好 , 因 此 選 用 3. 5%丙 酮 作 2. 5mm ol/LN a 2CO 3+2. 0mm o /LN a HCO 3淋洗液中的有機改進劑。 2. 4 方法的線性及檢出限為 了研 究方 法的 線性 , 配 制一 系列 濃度 的 SCN -標 準溶 液 , 在本文所用色譜條件下 , 測 定峰面積 A,

24、求得線性方程及相 關系數。實驗表明 , 方法的線性 范圍廣 , 相 關性好。并 配制一 濃度很低的標準溶液 連續(xù) 13次進 樣測定 離子的 濃度 , 計算平 均值和標準差 , 算出檢出限 (以 S /N=3計 , 見表 4。表 4 方法的線性范圍 、 線性方程 、 相關系數 、 檢出限和定量限線性范圍 (m g /L線性方程相關系數 r 檢出限 (m g /L 定量限 (S/N=10, m g /L0. 5817. 4C=0. 00133A +0. 8840. 99970. 0230. 0772. 5 方法的精密度分 別配制 低、 中 和高 3種濃度 的 SCN -標準溶 液各 6份 , 連續(xù)

25、進樣測定 , 計算 相對 標準 偏差 , 低、 中 和高 3種 濃度 的硫 氰酸根精密度 RS D (% 分別為 3. 9%、 2. 8%、 2. 5%, RSD 結果 均小于 3. 9%, 說明實驗結果符合方 法學的要求。 2. 6 樣品測定及加標回收率試驗 , 使用 英藍滲析 技術 進行樣品在線的前 處理 , 主要完成稱 樣、 溶解稀釋、 離心的步驟 即可 滲析 進樣 , 方 便 快捷 , 且 具有 高度 的可靠性 , 十分適合從 含豐 富蛋 白質 等大 分子 的樣 品中 分離 萃取離子。抽取的奶制品測定 結果見表 5及檢 出含硫 氰酸根 的牛奶樣品離子色譜圖 4。表 5 奶制品中硫氰酸根

26、的測定及加標回收率樣品名稱本底值 (mg /L加標值 (mg /L測定值(m g/L回收率(% 鮮奶 1nd 0. 500. 4896. 0全脂奶粉 nd 0. 500. 52104酸奶 nd 0. 500. 4692. 0鮮奶 20. 980. 501. 51106注 :nd 表示未檢出5號峰 , SCN -0. 98m g /L圖 4 牛奶樣品離子色譜圖由表 5可見 , 樣 品的加 標回 收率 在 92. 0%106%之 間 ,可滿足奶制品中硫氰酸根含量的測定。本研究建立了使用離子色譜 儀快速 測定奶 制品中 硫氰酸 根的一種檢測方法。采用非抑制電 導離子色譜 法測定 SCN -, 樣品的預處理簡單 , 精 密度 和 回收 率符 合分 析要 求 , 干擾 小 , 分離速度快 , 特別適合低濃度的硫 氰酸根的 檢測 , 能提 高硫氰 酸根的檢出限及準確度。本法 簡單、 快速、 精確