牛奶中硫氰酸盐检测方案

智能文字提取功能测试中

中国卫生检验杂志2011年4月第21卷第4期 Chinese Joumnal ofH ealth Laboratory T echnologyApr 2011；Vol21 No 4824 在线渗析-离子色谱法测定牛奶中硫氰酸盐 姚敬，朱杰民，陈明，钟志雄，李少霞 (广东省疾病预防控制中心，广州 510300 摘要1E目的：建立利用在线渗析离子色谱法测定牛奶中硫氰酸盐的方法。方法：样品经纯水振荡、超声提取后，离心所得的清液经在线渗析后进入分离柱，采用 M etrosep A Supp4阴离子交换柱，以2 5 mmol/L Na， CO，与20 mmo/L NH-CO，混合溶液+3.5%丙酮作为淋洗液，化学抑制电导检测。结果：经优化实验条件，该方法线性良好， SCN-的检出限为0. 023 mg/L， 样品加在回收率在92%~106%之间，精密度 RSD 为28%。结论：该法能快速检测奶制品中的微量硫氰酸盐、灵敏、准确，高效自动化。 [关键词] 离子色谱法；渗析；牛奶；硫氰酸盐 [中图分类号]06577*5 [文献标识码] A [文章编号] 1004-8685(2011)04-0824-03 Detem ination of thiocyanate in m ik by on- line dialysis- ion chromatography YO Jing ZHU Jie- m in CH EN M ing ZHONG zhi- xiong LI Shao-xia (Center forD isease Control and Preven tion ofGuangdong Province Guangzhou 510300 Ch ina) [ A b stract]CO bjective A m ethod form easuring thiocyanate in m ik by comb ined on- line dialysis- ion chrom atog raphy was estab lished. Methods The sam ple w as extracted by m ixing u ltrasonication and centrifuge the supe matant liqu id was then on-line dialyzed The thiocyanate were separated w ithitthe M etrosep ASupp4 An ion Exchanger ColumnA m ixed solution of2 5mmol/L Na， CO， and 2 0 mm ol/L N aHCO， conta in ing 3. 5% acetonew as used as eluent The treatm ent so lution w as detec-ted by suppressed conductiv ity detector R esults DL of them ethod w as 0. 023 mg/L. The average recoveriesw ere in the range of92%~106%. The relative standard deviationpreces i(RSD) w as 2 8%. Conclusion Th ism ethod， which is fastsens itiveaccurate and autom atic can be applied for detem ination of trace thiocyanate in m ik [Key words] Ion chrim atogiaphy D ialysis M ilk； Thiocyanate 自从2008年奶粉中非法添加三聚氰胺的事件发生后，全社会人民对牛奶与奶制品的质量检测空前关注，为保证乳制品的质量安全，维护人们的身体健康，对牛奶中多种阴阳离子的检测势在必行。硫氰酸盐(SCN-)具有毒性，虽然不像 CN毒性那么大，但对水生物和人体仍有害，能抑制人体内的碘转移而引起地方性甲状腺肿，对甲状腺功能有重要影响向。硫氰酸盐可以用于鲜奶的保鲜，其原理是 SCN-同乳过氧化酶作用，当加入硫氰酸根和一定的过氧化物后，可阻断细菌的代谢，从而达到抑菌的作用。自2008年12月12日起，中国政府禁止将硫氰酸盐作为牛奶或其它食品的添加剂。 硫氰酸根的常量分析的常用方法是滴定法，试剂易得、快捷，但灵敏度较低；光谱法具有滴定法的优点，灵敏度较高，但颜色不太稳定；色谱法是现在分析微量 SCN-常用的方法，适宜混合离子中 SCN-的测定，在分离方面占优势。使用顶空或衍生气相色谱法可以测定血或尿中的硫氰酸根，但要求仪器的性能和设备较高123，反相离子对色谱法测定硫氰酸根方法快速、灵敏，选择性高，检测限低4.5]。 使用离子色谱分析常规阴离子中， SCN-属于易极化的无机阴离子，它对阴离子交换固定相的亲和力较强，在离子色谱 ( [作者简介] 姚敬(1979-)，女，主管技师，主要从事食品、消毒剂、涉水产品卫生检验工作。 ) 柱中的保留时间很长，色谱峰宽且严重拖尾，本文通过在流动相中加入适当的有机溶剂作为改进剂，减弱对固定相的亲和力，从而解决了这一问题。奶制品由于蛋白质、脂肪含量高，前处理-一般需要沉淀、离心等步骤，本研究使用英蓝渗析技术进行样品前处理，大大简化净化分析过程，实现全自动操作。 1材料与方法 主要仪器与试剂 M etrohm 离子色谱仪(瑞士万通公司)：838型自动进样装置；861型电导检测器，838型渗析单元； IC Net2 3色谱工作站。M illi-Q超纯水器(法国Millipore公司)；日立 CR22G 高速离心机(日本HIACHI公司)；渗析膜(瑞士万通公司，孔径0 21m.直径47mm)。 硫氰酸铵 (NH SCN)标准溶液(1.00mol/L， 编号，水基体，购自德国 Fluka公司)；碳酸钠(优级纯，香港 FARCO 公司)，碳酸氢钠(优级纯，日本 NacahiTespue公司)；丙酮(分析纯，广州化学试剂厂)；乙腈(色谱纯，德国 M erck公司)。 实验用水均为电导率为182兆欧的去离子水。 标准溶液的配制：准确确取硫氰酸铵(NHSCN)标准溶液10ml于100ml量量瓶中，用水定容至刻度，此溶液含 SCN581mg/L. 淋洗液配制：碳酸氢钠[c(NaH00；)= 2 0 mm ol/L]-一 酸钠[c(NaCO，)=2 5mmol/L]溶液：称取01680g碳酸氢钠和 0.2650g碳酸钠，溶于纯水中，并加入35ml丙酮，稀释定容到 1000ml 1.2色谱条件 色谱柱： M etrosep A Supp4(250 mm ×4 mm， 9Hm)阴离子交换柱， M e tro sep A Supp4/5 S- Guard保护柱；淋洗液：2 5 mm ol/L Na， CO，与 2 0mmo/LNaHCO，混合溶液+3.3%丙酮，流速10m l/m in 再生液：50mmol/LH， SO；进样体积：2011电导检测，以保留时间定性，峰面积定量。 1.3样品前处理 1.31在线渗析技术流程图 图1在线渗析装置示意图 渗析技术是基于离子和分子经半透膜迁移的分离方法。样品溶液中除了大分子的不溶物质，还有颗粒和胶质组分都被渗析膜保留并随废液排出16。为了保护分离柱，在测定牛奶类样品中 SCN-前，必须萃取分离胶质和油脂，而采用在线渗析技术能洗脱分子量较大的化合物，从而排除干扰，稳定柱效。每个样品都通过渗析池淋洗、在线渗析、转移、进样四个步骤后开始离子色谱分析。 1.32准确称取试样 牛奶约5g奶粉约0.5g(精确到0.1mg)于 50ml色管中，加入纯水，充分溶解、振荡，超声萃取 10 m in用水定容至刻度。将提取液15000 r/m in离心5m in 取上清液待测。 1.4标准系列 分别准确吸取 SCN-标准溶液0 10ml0. 50ml 1 00ml200ml3 00m l 100ml瓦量瓶，各加水定容至刻度，即得含SCN 0. 58 mg/L、1. 16 mg/L、5. 81 mg/L、11. 6 mg/L、17.4 mg/L标准液系列。分别将 SCN标准液进行 C分析测定，然后以峰面积为纵坐标，以 SCN-的浓度为横坐标，一次线形拟合，绘制标准曲线。 2结果与讨论 21分离柱的选择 SCN-属于易极化的无机阴离子，它对阴离子交换固定相的亲和力较强，在离子色谱柱中的保留时间很长，色谱峰宽且严重拖尾，甚至不被洗脱17。因此要选择较短的 M etrosep ASupp4常规阴离子交换柱。实验证明，不适宜选用高容量柱如M eto sep A Supp7阴离子分析柱。 222淋洗液浓度的选择 为了研究淋洗液浓度对硫氰酸根保留时间及分离度的影响，在固定流速1.0m l/m in的条件下，选用不同的淋洗液浓度组合，对581mg /L SCN-标准溶液进行分离实验，研究淋洗液浓度对 SCN-的保留时间的影响，实验结果(表1)表明，采用2 5 mm ol/LNa， CO，与20mmo/L NaHCO， 作淋洗液硫氰酸盐 表1淋洗液浓度对 SCN-的保留时间和峰面积的影响 淋洗液浓度 SCN-的保留时间 SCN-的峰面积 (mmol/L) (m in) (mAU* min) 1. 8 Na， CO3+1 7NaHCO， 2881 81.4 2. 0Na， CO3+ 1 7NaHCO， 2679 83.8 2.0Na， CO3+2 0NaHCO， 2463 92.6 2. 5 Naz CO3+ 2 0NaHCO， 2380 103 2. 5 Na， CO3+1 7NaHCO， 2292 91.0 2.5NazCO3+2. 5N H CO3 2124 89.8 23淋洗液中有机改进剂的选择 当采用常规阴离子交换分离柱测定 SCN-易极化的阴离子时，为了减少吸附作用，改善峰形和减少保留时间，需要在淋洗液中加入有机改进剂。有机改进剂的最重要作用是调节离子交换过程的选择性，改变分离柱对分析物的保留特性，从而改变洗脱顺序、峰效和分离度；改善样品的溶解性，扩大离子色谱的应用范围；使被有机物污染的分离柱易于清洗。淋洗液中加入有机溶剂来改变离子对色谱的保留特性已有较长的历史，而在离子色谱中用有机改进剂来改变离子交换的选择性还是近几年才被提出的[89]。 有机溶剂的选择是一个重要参数，适合的有机溶剂有甲醇、丙酮、乙腈和异丙醇等。若在较长的时间来改善分离度，则应选用甲醇，如为了缩短保留时间和改善峰形，则应选用丙酮或乙腈。本次研究的重点在于缩短的 SCN 保留时间和改善峰形，因此选用丙酮和乙腈进行试验。 231丙酮对 SCN-保留时间及峰形的影响 在淋洗液25mm ol/L Na， CO，与 20 mmo/L NaHCO，中加入丙酮使其浓度分别达到05%，1.0%，2 0%，3.5%，5 0%和10%对SCN标准溶液进行分离效果试验。实验结果表明，当丙酮浓度逐渐增加，保留时间则由 25m in(%丙酮)缩短为20m in(10%丙酮)，见表2. 表2有机改进剂丙酮浓度对保留时间、峰面积和柱压的影响 丙酮浓度(%) 保留时间(m in) 峰面积(mAU* min) 柱压(Mpa) 0 23.8 101 7.1 0.5 23.2 990 7.2 1.0 22.8 978 7.4 2.0 22.4 960 7.6 3.5 21.6 95 7 7.8 5.0 21.1 949 8.0 10 20.3 936 8.2 随着丙酮浓度的增加，峰形有改善，但柱压也明显增加，当丙酮浓度超过10%时，柱压超过82M pa 图2为淋洗液中加入3.5%丙酮测定 5 81mg/LSCN标准溶液图谱。 ( 232 2 乙腈对 SCN-保留时间及峰形的影响 用乙腈代替丙酮加入淋洗液中在相同色谱条件下进行分离试验，对比表2发现保留时间有所提前，但峰面积减少，柱压未能改善，见表3 和图3. ) 2 SCN- 5.81 mg/L 图22 5 mm ol/L NazCO3+2 0mmo/LNaHCO3+3 5%丙酮淋洗液夜定 SCN-标准溶液色谱图 表3有机改进剂乙腈浓度对保留时间、峰面积和柱压的影响 乙腈浓度(%) 保留时间(m in) )峰面积(mAU* m in) 柱压(M pa) 0 22.3 971 7.3 05 21.0 950 7.4 1 20.8 928 7.5 20 19.7 90 1 7.7 3 5 18.9 897 7.9 50 17.9 884 8.1 10 17.2 836 8.3 图32 5 mm ol/L Na，CO3+2 0mmo/LNaHCO3+3 5% 乙腈淋洗液夜定 SCN-标准溶液色谱图 综上所述，在本文选用的不同浓度有机改进剂的分离试验中，3.5%丙酮作为有机改进剂加入淋洗液中所得的分离效果最好，因此选用3.5%丙酮作25 mm ol/L Na， CO+2 0mm o/L NaHCO， 淋洗液中的有机改进剂。 24方法的线性及检出限 为了研究方法的线性，配制一系列浓度的 SCN-标准溶液，在本文所用色谱条件下，测定峰面积A，求得线性方程及相关系数。实验表明，方法的线性范围广，相关性好。并配制一浓度很低的标准溶液连续13次进样测定离子的浓度，计算平均值和标准差，算出检出限(以S/N=3计)，见表 4. 表4方法的线性范围、线性方程、相关系数、检出限和定量限 线性范围 线性方程 相关系数r 检出限 定量限 (mg/L) (mg/L) (S/N=10mg/L) 058~17.4( C= Q00133A+0 884 Q9997 0023 0077 2 5方法的精密度 分别配制低、中和高3种浓度的SCN-标准溶液各6份，连续进样测定，计算相对标准偏差，低、中和高3种浓度的硫氰酸根精密度 RSD (%)分别为 3. 9%、28%、25%，RSD 结果均小于 3.9%，说明实验结果符合方法学的要求。 2 6样品测定及加标回收率试验 使用“英蓝渗析技术”进行样品在线的前处理，主要完成称样、溶解稀释、离心的步骤即可渗析进样，方便快捷，且具有高度的可靠性，十分适合从含丰富蛋白质等大分子的样品中分离萃取离子。抽取的奶制品测定结果见表5及检出含硫氰酸根的牛奶样品离子孔谱图4. 表5奶制品中硫氰酸根的测定及加标回收率 样品名称 本底值 加标值 测定值 回收率 (mg/L) (mg/L) (mg/L) (%) 鲜奶1 nd 050 048 960 全脂奶粉 nd 050 052 104 酸奶 nd 050 046 920 鲜奶2 0.98 050 151 106 注： nd表示未检出 5号峰， SCN-0 98mg/L 图4牛奶样品离子色谱图 由表5可见，样品的加标回收率在920%~106%之间，可满足奶制品中硫氰酸根含量的测定。 本研究建立了使用离子色谱仪快速测定奶制品中硫氰酸根的一种检测方法。采用非抑制电导离子色谱法测定 SCN-，样品的预处理简单，精密度和回收率符合分析要求，干扰小，分离速度快，特别适合低浓度的硫氰酸根的检测，能提高硫氰酸根的检出限及准确度。本法简单、快速、精确、实用，值得推广。 ( [参考文献1 ) ( [1]何书美，陈晓燕 . 硫氰化物测定法进展[J].河北师范大学学报(自 然科学版)，1999，23(3)：388-391 ) ( [2]钟良康，方波.超短柱顶空气相色谱法测定尿中的硫氰酸盐[J]. 中 国卫生检验杂志，2005， 15(5)：568，628 ) ( [3]符展明，罗珊华，朱慧敏.顶空气相色谱法测定血清中硫氰酸盐 [J.职业医学，1994， 21(3)：44-45 ) ( [4]张晓彤，云自原.反相离子对色谱法测定硫氰酸根[J].分析化 学，1993 2(10)：1199-1201 ) ( [ 5 ] S aussereau E， Goulle J P ， L a croix C . 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