脒基硫脲

2019年，国家粮食和物资储备局办公室在第330号通知[1]中公开了国家标准《小麦粉》征求意见稿，其中小麦粉的定义为：小麦粉wheat flour是指由普通小麦（六倍体小麦，Triticum aestivum L.）经过碾磨制粉，去除部分麸皮和胚并达到一定加工精度要求的、未添加任何物质的、能够满足制作面制食品要求的产品。与《关于进一步加强小麦粉质量安全监管的公告》（2017 年第132号）[2]中关于小麦粉（通用）中添加物的要求，即“取得‘小麦粉（通用）’生产许可的企业，不得在小麦粉中添加任何食品辅料”，保持一致。 早前被允许添加之后又被禁止的过氧化苯甲酰（Dibenzoyl peroxide, BPO），在近几年的食品安全抽检中时有被检出，其非法添加的目的主要是给新生产的小麦粉脱色[3]。然而在小麦粉的加工和储藏过程中，经常会出现颜色加深的现象，即褐变。发生褐变的主要原因是，小麦籽粒中的多酚氧化酶（Polyphenol oxidase, PPO）催化酚类物质氧化生成褐色或黑色的醌类物质[4]，从而影响了小麦粉的色泽，降低了小麦粉的品质。 根据GB 2760-2014 附录B[5]中，对食品漂白剂的定义：能够破坏、抑制食品的发色因素，使其褪色或使食品免于褐变的物质。针对小麦粉的酶促褐变，一些不法的的商贩会通过添加具有还原性的硫脲（Thiourea）进行漂白，硫脲能够抑制多酚氧化酶的活性，阻止褐变的发生，在一定程度上将醌类还原成酚类，掩盖不好的品质，达到提亮增白的效果。而硫脲的非法添加会刺激呼吸道和肠道，抑制甲状腺和造血器官的机能，引起咳嗽、胸闷、头痛、嗜睡、无力、面色苍白、面部虚肿、基础代谢降低、血压下降、脉搏变慢、白细胞减少等症状[6]。早在2001年，世界卫生组织国际癌症研究机构就将硫脲列在了3类致癌物清单中。 原食品药品监督管理总局于2016年发布第196号公告[7]，公布了食品补充检验方法《小麦粉中硫脲的测定 BJS 201602》，填补了国内硫脲检测标准的空白。为了进一步规范企业的生产行为，加强小麦粉质量安全监管，总局于2017年发布第132号公告[2]，其中明确规定“严禁生产企业在小麦粉中添加过氧化苯甲酰、次磷酸钠、硫脲、间苯二酚、过硫酸盐、噻二唑、曲酸等非食品原料”。 在此背景下，赛默飞实验室对高效液相色谱法测定小麦粉中硫脲的实验条件，开展了相关研究工作。 01样品前处理准确称取均质小麦粉1.0 g（精确至0.01 g）于15 mL旋盖螺口圆底离心管中，加入10.00 mL 80:20乙腈水，旋紧盖子，涡旋分散30 s，水浴超声提取20 min（由于超声时间较长，水浴温度会升高，建议加入冰袋控温），10000 rpm 4℃ 冷冻离心10 min，取上清液过0.2 μm亲水PTFE微孔滤膜，滤液上机测试。02色谱条件● 液相色谱仪：UltiMate™ 3000 HPLC 液相色谱系统● 色谱柱：Syncronis™ HILIC, 250×4.6 mm, 5μm (P/N: 97505-254630)● 柱温：20 ℃● 进样量：5 µL● 流动相：A为乙腈，B为水● 洗脱程序：A:B=90:10，等度洗脱● 流速：1 mL/min● 检测波长：246 nm● 采样频率：5 Hz● 采集时间：12 min03实验结果与讨论3.1色谱条件优化 3.1.1 色谱柱选择硫脲标准品溶液在Syncronis HILIC色谱柱上获得了出色的峰型和优异的灵敏度。图1. 硫脲标准品溶液色谱图（1.00 μg/mL） （点击查看大图） 3.1.2 样品溶剂的选择在HILIC模式下，采用80:20乙腈水作为标准品稀释液时，10.0 μg/mL硫脲标准品得到了尖锐且对称的峰型。图2. 硫脲标准品溶液色谱图（10.0 μg/mL）（A：稀释溶剂为纯水，B：稀释溶剂为80:20乙腈水）3.1.3 柱温的选择当色谱柱柱温选择20 ℃ 时，硫脲峰与杂质峰可达到基线分离。同时，采集时间由10 min延长至12 min，可避免11 min左右的杂质峰延迟至下一针进样时出峰。图3. 30℃ 柱温，小麦粉空白基质和0.20 μg/mL基质加标叠加色谱图（点击查看大图）图4. 20℃ 柱温，小麦粉空白基质和0.20 μg/mL基质加标叠加色谱图（点击查看大图）3.2样品前处理优化本次试验中前处理流程为：称取1.00 g小麦粉，加入10.00 mL 80:20乙腈水（提取溶剂与标准品稀释溶剂保持一致），涡旋混匀，高速冷冻离心，取上清液过膜，上机测试。处理一批次8个样品，耗时约1小时。而标准推荐的前处理流程，在提取、过滤（离心）后，加入了旋蒸浓缩10 mL 80:20乙醇水提取液的操作，耗时较长，且样品通量小。因此优化后的前处理流程，提高了样品通量，减少了溶剂用量，效率得到提升。 3.3线性范围、方法检出限及方法定量限在优化的色谱条件下，硫脲标准工作液线性范围为0.20-5.00 μg/mL，线性方程y=0.9109x-0.0300，线性相关系数r2=0.99992，线性关系良好。硫脲线性方程图及标准曲线点叠加色谱图。在优化前处理条件下，硫脲方法检出限为2.0 mg/kg，定量限为5.0 mg/kg。 图5. 硫脲线性方程图及标准曲线点叠加色谱图（点击查看大图）3.4回收率和精密度小麦粉基质 2.0、5.0、20.0 mg/kg 三水平加标回收率范围在 91.2%～95.0% 之间，相对标准偏差在 0.57%～2.36% 之间（n=6）表1 小麦粉基质 2.0、5.0、20.0 mg/kg三水平加标回收率范围和精密度（点击查看大图）图6小麦粉基质 2.0、5.0、20.0 mg/kg 三水平加标回收率范围和精密度（点击查看大图）图7小麦粉基质中硫脲方法检出限 MDL 浓度 (2.0 mg/kg) 加标 （点击查看大图）图8小麦粉基质中硫脲方法定量限 LOQ 浓度 (5.0 mg/kg)加标（点击查看大图）图9小麦粉基质中硫脲10倍方法检出限浓度 (20.0 mg/kg)加标（点击查看大图）04结论本方法针对食品补充检验方法《小麦粉中硫脲的测定 BJS201602》进行了优化，简化了前处理流程，优化了色谱条件，线性范围、方法检出限及定量限、加标回收率及精密度均能满足方法确认的要求。该方法简单、便捷，适用于小麦粉中非法添加物硫脲的快速测定。 参考文献：[1] 国家粮食和物资储备局办公室. 关于《小麦》《小麦粉》国家标准公开征求意见的通知 国粮办发[2019]330号[EB/OL]. http://www.lswz.gov.cn/html/zmhd/yjzj/2019-11/11/content_247627.shtml[2] 总局关于进一步加强小麦粉质量安全监管的公告(2017年第132号)[J]. 现代面粉工业,2017,31(06):28.[3] 于鸿飞. 国内外小麦粉标准的差异及我国现行小麦粉标准的修订研究[D]. 西北农林科技大学,2011.[4] 黄海霞,张真,吴金芝. 小麦多酚氧化酶特性及褐变控制研究[J]. 安徽农业科学,2008,36(31):13574-13575,13638.[5] GB 2760-2014. 食品安全国家标准　食品添加剂使用标准[S]. 2014[6] 焦安浩. 硫脲的危险性及安全管理措施研究[J]. 化工管理,2021(07):95-96[7] 总局关于发布食品中那非类物质的测定和小麦粉中硫脲的测定2项检验方法的公告[J]. 中国食品卫生杂志,2017,29(01):25.[8] Thermo Fisher Scientific Technical Guide 21003:HILIC Separations Technical Guide-A Practical Guide to HILIC Mechanisms, Method Development and Troubleshooting[A/OL]. https://assets.thermofisher.cn/TFS-Assets/CMD/brochures/TG-21003-HILIC-Separations-TG21003-EN.pdf . 2014

2016年12月26日，食品药品监管总局发布《食品中那非类物质的测定和小麦粉中硫脲的测定2项检验方法》的公告，宣布食品中那非类物质的测定(BJS201601)和小麦粉中硫脲的测定(BJS201602)获批，并予以公布。 以下为公告原文：　　按照《食品安全抽样检验管理办法》有关规定，《食品中那非类物质的测定》和《小麦粉中硫脲的测定》等两项检验方法已经国家食品药品监督管理总局批准，现予发布。　　特此公告。　　附件： 1.2016年第196号公告-食品中那非类物质的测定(BJS201601).docx　　2.2016年第196号公告-小麦粉中硫脲的测定(BJS201602).docx　　食品药品监管总局　　2016年12月22日

杨朝勇课题组近期在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上发表了题为“Direct and Simultaneous Identification of Multiple Mitochondrial Reactive Oxygen Species in Living Cells Using a SERS Borrowing Strategy”的文章。该工作提出了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）借力策略的Au@Pt核壳结构纳米探针，能够吸附多种活性氧物种（ROS），获取其拉曼指纹图谱，从而同时检测和区分多种不同ROS。通过表面修饰三苯基膦（TPP）分子，Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向线粒体，实现单个活细胞内线粒体中多种不同ROS的原位动态监测。 背景介绍活性氧物种（ROS）是一类具有强反应活性的含氧物质（包括• O2–，H2O2，• OH和1O2等）。细胞线粒体中ROS的过度产生或紊乱会破坏细胞氧化还原平衡，引起细胞氧化应激，影响正常的生理过程，甚至导致多种疾病，包括癌症、炎症、心血管疾病和神经退行性疾病等。为了深入理解多种ROS在生物学过程中扮演的角色和发挥的作用，需要发展能够同时检测并准确区分多种ROS的方法。但是，目前活细胞水平检测ROS的方法，包括荧光法、电化学法和拉曼光谱法等，都难以满足上述要求。荧光探针大都只能对单独某一种ROS进行检测，且探针的设计和合成十分复杂，也存在探针容易被光漂白和生物相容性差等缺点；电化学法的电极插入对活细胞有一定的伤害和影响，而且电极在亚细胞水平的定位精度不足；拉曼光谱法通过化学反应间接检测ROS，且很难实现对多种不同ROS的同时检测和区分。因此，发展能够同时检测和区分活细胞中多种不同ROS并原位监测ROS动态变化的方法是一项重大的挑战，也是亟待解决的重要问题。设计思路为了解决上述问题，杨朝勇课题组提出了一种基于SERS借力策略的Au@Pt核壳结构纳米探针。壳层金属Pt能够吸附多种ROS，并借助具有极高SERS活性的内核Au纳米粒子的电磁场长程效应，提升壳层金属SERS的增强性能。Au@Pt纳米探针可以直接获取多种不同ROS的拉曼指纹图谱，对物种进行指认。不同的ROS的分子振动模式不同，相应的拉曼信号峰的位置也不同，因此可以实现多种不同ROS的同时检测和准确区分。当Au@Pt表面修饰TPP分子后，Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向细胞线粒体，并在显微拉曼光谱仪的辅助下，原位监测单个活细胞内线粒体中不同ROS的动态变化。图1 基于SERS借力策略原位监测单个活细胞内线粒体ROS数据介绍首先通过原位还原的方法在直径55纳米的Au纳米粒子表面沉积了Pt单质，我们制备了壳层厚度可控的Au@Pt核壳结构纳米探针。通过透射电镜和元素成像表征，证明了Au纳米粒子表面Pt壳层的成功制备（图2a）。另外，紫外可见吸收光谱表征也表明，在Au纳米粒子表面沉积Pt后，其最大吸收峰的位置发生红移，且随着壳层厚度增加而增大（图2b）。如图2c所示，得到的Au@Pt纳米探针能够通过拉曼指纹图谱检测到溶液中低至生理浓度（0.1 mM）的H2O2在波数为833 cm-1处的信号峰，而Au纳米粒子则检测不到。这说明Au虽然具有很强的SERS活性但对于ROS的吸附能力较弱，也证明了SERS借力策略的有效性。图2 Au@Pt纳米探针的结构和性能表征接着，从人乳腺癌MCF-7细胞中提取线粒体，用Au@Pt纳米探针检测线粒体呼吸产生的ROS。如图3a所示，Au@Pt纳米探针通过不同的ROS（即• OOH，H2O2, • OH）的拉曼指纹图谱（即675 cm-1和733 cm-1，830 cm-1，973 cm-1），同时检测和区分线粒体呼吸产生的三种不同的ROS。由于这三种ROS中都含有H元素，所以当细胞培养基被替换成重水配制的培养基后，ROS中的H元素被替换成D元素，这些检测到的ROS的拉曼振动峰都向低波数发生了移动，与经典的分子键谐波振荡模型相符合（图3b）。我们也通过密度泛函理论（DFT）计算模拟了不同ROS在Pt团簇表面最稳定的吸附构象，并得到了相应的振动波数值（图3c）。这些模拟结果与实验结果相一致，进一步证实了Au@Pt纳米探针同时检测和区分不同ROS的能力。图3 重水实验和DFT理论计算验证纳米探针检测ROS的能力最后，在Au@Pt纳米探针表面通过Pt-S键修饰了HS-PEG-NH2（分子量2000 Da），并进一步通过EDC/NHS交联反应修饰上具有线粒体靶向功能的TPP分子，将Au@Pt-TPP纳米探针靶向到细胞中的线粒体。如图4a和4b所示，在与MCF-7细胞孵育24小时后，Au@Pt-TPP纳米探针内吞进细胞并成功靶向线粒体，而Au@Pt则无法靶向线粒体，证明了TPP修饰的有效性。如图4c所示，当Au@Pt-TPP纳米探针作用于MCF-7细胞，能够在单细胞水平原位监测受到佛波酯PMA刺激后的30分钟内，随着作用时间的延长，细胞逐步发生氧化应激以及线粒体产生大量ROS的过程。我们还考察了PMA和抗氧化剂二甲基硫脲（• OH清除剂）同时处理的条件下，线粒体ROS的动态变化。如图4d所示，在二甲基硫脲存在情况下，只能检测到• OOH和H2O2的信号而没有• OH的信号，说明二甲基硫脲选择性清除了• OH。这些结果表明，Au@Pt-TPP纳米探针能够成功实现单个活细胞内线粒体ROS动态变化的原位监测。总结该工作设计了一种基于SERS借力策略的Au@Pt纳米探针，Pt壳层能够吸附多种ROS，并借助内核Au的SERS活性，获取多种ROS的拉曼指纹图谱，同时检测和区分多种不同ROS。在Au@Pt表面修饰TPP后，Au@Pt-TPP纳米探针能够靶向细胞线粒体，实现外界刺激条件下单个活细胞内线粒体中多种不同ROS的同时原位监测。未来可将Au@Pt纳米探针应用于监测正常生理过程、细胞应激反应和疾病发生发展进程中细胞中ROS的动态变化和揭示不同ROS的作用机制。