甜高效检测

我们南京财经大学和江苏省质量安全工程研究院用户，在Analytical Letters杂志发表题为Determination of Artificial Sweeteners by High-performance Ion Mobility Spectrometry with Electrospray Ionization的文章，利用高效离子迁移谱（HPIMS），建立对5种人工甜味剂的快检方法。我们将这篇文章进行了解读。 人们对简单、快速、低成本、绿色测定人工甜味剂的需求越来越高，人工甜味剂因可能存在的毒性而备受关注。采用直接电喷雾高效离子迁移谱法测定了安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜和纽甜。高效离子迁移谱(ESI-HPIMS)，正离子和负离子模式的分辨率均超过60。单次采集时间小于10 s，总分析时间在2 min以下，比传统色谱方法更快。文章建立了浓度为0.1到1.5或2.0 mg/L的甜味剂的标准曲线，相关系数约为0.99。ESI-HPIMS的简单样品制备、快速分析、灵敏度高、稳定性高、绿色性能和低成本的特点，使其成为一种很有前景的用于测定水和饮料中的安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜和纽甜的技术。人工甜味剂通常被用于食品和饮料，因为它们的卡路里含量较低。然而，人工甜味剂是最具争议的食品添加剂之一，主要由于其潜在的健康影响。因此，食品中甜味剂的种类和浓度受到法规的限制。甜味剂可以单独使用，也可以与其他甜味剂混合使用。食品行业的普遍趋势是使用甜味剂混合物。为了提高消费者的安全，有必要控制食品中甜味剂的浓度。已经开发了各种分析方法来进行测定。大多数方法都是针对单个甜味剂开发的。由于可以制备许多可能的甜味剂组合，因此需要快速测定几种甜味剂的方法。使用得较多的方法是高效液相色谱（HPLC）。然而，HPLC较为耗时且操作复杂。亟需一种简单、快速、高灵敏度、稳健性、绿色和低成本的方法来测定甜味剂混合物。离子迁移谱（ion mobility spectrometry, IMS)，基本原理是被检测的样品离子化形成气相离子，然后使产生的离子进入电场中进行漂移，在漂移过程中离子会与逆流的中性漂移气体分子不断发生碰撞。根据离子的大小、结构形状和质量电荷比不同，使得不同的离子通过电场的漂移时间各不相同，由此可实现样品的分离。只有少数报道采用IMS检测人工甜味剂。本研究的目的是基于IMS，开发快速检测安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜和纽甜的方法。 通过高效离子迁移谱，对购自超市的纯水、绿茶和运动饮料中五种人工甜味剂进行检测。将待测样本以1：9的体积比与甲醇混合。仪器参数见下表。ParameterIon modePositiveNegativeSource voltage (V)19002000Drift tube voltage (V)80008000Gas inlet temperature (℃)180.0180.0Drift tube temperature (℃)180.0180.0Gate voltage (V)5252Gate pulse width (µ s)8080Spectrum length (ms)3030Data acquisition sampling rate (s- 1)200000200000Number of spectra summed per cycle1010Drift gas flow rate (L/min)1.251.25Exhaust pump rate (L/min)1.200.60Direct spray flow rate (µ L/min)2.001.50 安赛蜜、糖精钠、甜蜜素采用负离子模式，阿斯巴甜和纽甜采用正离子模式。用L-色氨酸和柠檬酸溶液分别对在正离子模式和负离子模式下进行仪器校准。 安赛蜜、糖精钠、甜蜜素在负离子模式下的峰值分别为8.1 ms、8.7 ms和9.4 ms，阿斯巴甜和纽甜在正离子模式下的峰值分别为12.2 ms和14.7 ms。结果表明，IMS非常适用于内甜味剂的快检。 混合标准的分析：所有溶液均以负模式测量，然后是正模式，浓度由低到高排列。整体需要1到2个min，检测速度远比HPLC或GC快。ESI-HPIMS对这些化合物在正、负离子模式下的分辨率均高于60。0.1、0.5、1.0、1.5、2.0和3.0 mg/L标准品的ESI-HPIMS光谱。每种物质的峰位置和峰面积与单一甜味剂溶液相同。当同时测试时，每种物质对其他物质没有显著影响。对甜味剂的检测限低于0.1 mg/L。 甜味剂的响应曲线如下图所示，显示为峰值面积作为浓度的函数。每个点代表每个浓度下三个光谱的平均值。 AnalyteLinear dynamic range (mg/L)Calibration relationshipCorrelation coefficientAcesulfame-K0.1 ~ 1.5y = 0.1467 x + 0.02740.9978Sodium saccharin0.1 ~ 2.0y = 0.0954 x + 0.02610.9936Sodium cyclamate0.1 ~ 1.5y = 0.0890 x + 0.00850.9879Aspartame0.1 ~ 1.5y = 0.0592 x + 0.00320.9942Neotame0.1 ~ 1.5y = 0.0907 x + 0.00670.9967 为了评估ESI-HPIMS在食品分析中的能力，所开发的方法被用于测定包括水、绿茶和运动饮料等饮料中的甜味剂。饮料用甲醇（1：9）稀释，分析甜味剂。 绿茶和运动饮料中甜味剂的浓度低于国家标准（GB 2760-2014,2015）。在分析之前，这些饮料中添加了不同浓度的甜味剂。下表中，回收率在82.3%~121.2%之间。结果表明，该方法适用于水中和饮料中甜味剂的测定，虽然回收率不同，但结果在可接受的范围内。此外，由于纯水中干扰分析的物质较少，所以回收率均接近100%。建议进一步进行饮料预处理，以获得更高的准确性。 SampleAnalyteFortified concentration (mg/L)Determined concentration (mg/L)Recovery (%)Relative standard deviation (%)WaterAK0.750.802106.92.2SAC0.750.782104.22.0CYC0.750.807107.62.9ASP0.750.762101.77.8NEO0.750.771102.97.2Green teaAK1.001.027102.73.0SAC1.001.212121.213.1CYC1.001.188118.86.9ASP1.000.86486.44.5NEO1.000.82382.37.9Sports drinkAK1.251.17694.18.0SAC1.251.487119.08.6CYC1.251.461116.911.6ASP1.251.16893.42.2NEO1.251.12189.61.5 采用高效离子迁移谱（ESI-HPIMS）可快速检测安赛蜜、糖精钠、甜蜜素、阿斯巴甜和纽甜，这些人工甜味剂的检测灵敏度和分辨率都较高。大多数分析都在不到两分钟的时间内完成，与HPLC相比，这是节省了大量的时间。对0.1~1.5或2.0 mg/L的甜味剂进行校准曲线，相关系数约为0.99。高效离子迁移谱具有样品制备简单、分析快速、灵敏度高、稳定性好、绿色性能和低成本等优点。特别适合水和饮料中的人工甜味剂快速检测。 参考文献：Min Sha, Zhengyong Zhang, Jun Liu, Haiyan Wang. Determination of Artificial Sweeteners by High-performance Ion Mobility Spectrometry with Electrospray Ionization. 2017. Analytical Letters,Volume 50

2024年4月20日，第25届中国环博会在上海新国际博览中心圆满落幕。由中国环境科学学会、全联环境服务业商会加持，本届亚洲旗舰环保展持续释放强引力，三天展期累计2457家高水平展商、90120名专业观众赴约，聚焦8大板块，联袂呈现环保行业年度盛会。 　　作为分析仪器领域具有自主知识产权的高新技术企业，上海美析仪器有限公司(下称“美析仪器”)空降监测与检测展区，吸引众多意向客户及业界同仁驻足咨询，人气值一路走高。热门单品集中展示，好评源自实力　　出席此次盛会，美析仪器诚意满满，带来了多款主打产品，并积极与环保从业者、高校及科研院所专家等进行探讨交流，现场气氛热烈。其中，占据展台C位的AA-1800EL八灯座火焰石墨炉一体原子吸收光谱仪尤为亮眼，红白主色搭配极具活力与科技感，在展会期间收获了最多关注。 据负责人介绍，AA-1800EL由国内高校专家基于国际新技术研发设计而成，包括火焰、石墨炉及氢化物发生系统，能够应对各类复杂样品，适配科研、质检、疾控、环保、冶金、农林、化工等不同行业检测需求。所谓“八灯”，即配置了八灯灯座，可实现“一灯工作，最多七灯预热”，帮助节省换灯和预热时间，大幅提高检测效率。 AA-1800EL八灯座火焰石墨炉一体原子吸收光谱仪 　设备内嵌高智能软件，可自主选择分析方法、自主切换工作模式、自主完成全过程数据分析，最终形成结果标准曲线，以常用的WORD、EXCEL文档形式导出。除主机电源开关外，仪器的灯架控制、波长扫描、狭缝调节以及二维移动平台等功能全部通过软件控制完成，测量精度更有保证。 UL-5000超微量分光光度计 同台展出的UL-5000超微量分光光度计，常用于核酸，蛋白定量以及细菌生长浓度的定量，是现代分子生物实验室常规仪器，广泛应用于物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境科学等科学研究领域，以及化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门。这款设备检测仅需微量样品，最低可至0.3ul，但检测范围较传统分光光度计的上限高500倍，结果精准可靠。另外，UL-5000采用了便携式设计，可以满足现场检测需求。 ICP-6810全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪 　　另一款大体积展品——ICP-6810全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪也很受瞩目，选用进口光学元件搭配独特光学设计，可智能精准测定不同物质(可溶解于硝酸、盐酸、氢氟酸等)中的微量、痕量元素含量，通常用于环保、石油制品、稀土、半导体、地质、冶金、化工、临床医药、食品、生物样品、刑事科学、农业研究等，具备性能稳定、效率高、测定结果精准等优点。 　　当然，AFS-680型原子荧光光度计、UV-1800双光束紫外可见分光光度计、ICP-6810全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪等展品同样表现优异，均体现着美析仪器智能、精准、高效的品牌特色。 　　在环境保护领域，监测始终是不可缺少的重要基础环节，其准确性直接影响到后续进程与最终成效。近五年来，我国全方位推动生态环境监测工作，要求加快建立现代化生态环境监测体系，原因正在于此。而检测设备作为一切工作开展的数据来源，更应向智慧化转型升级，以进一步提升准确分析精准预测的能力，做到数据“真、准、全、快、新”。 　　美析仪器是如何应对顶层设计及市场风向变化的呢？答案很简单，即“创新”。 　　十数载砥砺奋进，创新是最强驱动力 　　美析仪器自2012年成立开始，便将持续推动创新视为基本发展路线，广泛联合高校及研究院所，不断开发先进检测设备。创立伊始，美析仪器已在北京、上海、广州等科创底蕴深厚、高精尖产业密集的大城市成立办事处，并于2013年拓展出东北、山东、西南、西北等区域办事处，不断吸纳各地智力资源，将科研成果转化为生产力。截至目前，美析仪器获得了FCC认证、ISO9001、ISO18001、欧盟CE认证等多项质量认证，是中国分析测试协会、中国仪器仪表行业协会会员，在业界亦是有口皆碑。 　　为全方位保证产品出厂质量，美析仪器大力推动专业化质检团队组建，对高精度、高参数有着近乎苛刻的要求，从原材料环节开始严格验收，延伸至各工艺流程的标准流水线，到最终的出厂检测，以“完美呈现每一台仪器、服务每一位客户”为宗旨，建立起一套完善的过程质量控制系统。而这或许也是美析一直广受用户青睐的关键所在。目前，美析仪器正积极开展海外业务，与20多个国家的分销机构建立深度合作关系，加速向成为“全球知名检测仪器品牌”目标迈进。 　　展望未来，诚如美析仪器所企盼的，“科技，必将因你我而改变”。

2019年底曝出的酒鬼酒“甜蜜素”非法添加事件至今仍疑云重重，这是继2012年“塑化剂”事件之后，白酒业面临的又一个质量安全事件。“塑化剂”事件对整个白酒行业带来了严重不良影响，此次“甜蜜素”事件的影响也将难以估计。由于结论迟迟未定，公众猜测纷纷，该事件的不良影响还在继续发酵。如果在事件初始，有现场快速检测方法，白酒中是否有非法添加这一争议可立即获得结果，那么究竟是质量事件还是蓄意诽谤将得到最直接的证据支持。鉴知技术的拉曼光谱方法正适用于此场景，此方法可在半小时内检测完30个白酒样品，单个样品的平均检测时间仅1分钟。什么是甜蜜素？甜蜜素，是一种人工合成甜味剂，甜度是蔗糖的30-40倍，化学名称环己基氨基磺酸钠。它属于食品添加剂，常用于蜜饯、糕点、调味料等食品中，国标对其适用范围和最大允许使用量有明确限制。甜蜜素在配制酒中是允许使用的，但是在传统发酵生产出的白酒中，则是不允许添加的，属于非法添加剂。我国关于白酒产品的国家标准对于各种香型的白酒产品中也都有明确规定，不允许白酒产品添加任何甜味剂物质。此外，甜蜜素对人体是否存在危害目前仍无定论，《世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单》中甜蜜素被归类在3类致癌物清单，即属于“对人类致癌性可疑，尚无充分的人体或动物数据”。甜蜜素非法添加仍时有出现但近年的食品安全抽检中，白酒、红酒中检出甜蜜素的情况仍时有出现，是酒类的主要抽检项目之一，在国家市场监管总局最新发布的《关于公开征求2020年食品安全监督抽检计划意见的公告》中，此项亦被列入其中。国家抽检一般采用GB 5009.97-2016中规定的气相色谱法、高效液相色谱法、或者液相色谱/质谱法对白酒中的甜蜜素进行定量检测。这种检测方法成本高操作复杂，需要实验室大型设备，一个样品需要专业人员耗时3-4小时才能完成检测。并且样品处理过程中，需要用到大量有机试剂，废料处理难。这给基层监管机构的检测带来很多阻碍和不便。白酒中甜蜜素的快速检测方法鉴知技术的拉曼光谱方法正是在此情况下专项开发的成果，实现了白酒中甜蜜素的简单快速检测。整个流程操作简单，30个样品在30分钟内即可迅速得出检测结果，大大提高了检测效率，并且节省了检测成本。未知白酒样品检测之后，与数据库中的数据进行自动比对，通过特征峰和特有算法，即可立即得出样品中是否含有甜蜜素的结论。便携拉曼光谱设备近年在食品安全快检领域应用越来越广泛，鉴知技术的RT5000食品安全检测仪利用拉曼光谱的特异性识别，专注于提供多目标物、非特异性痕量筛查的食品安全现场快速解决方案。除白酒中的甜蜜素外，还可检测农药残留、非食用化学物质、易滥用食品添加剂、兽药残留、保健品非法添加、有毒有害物质等六大类100余项物质，为消费者提供安全保障，为监管人员提供有效工具！【鉴知技术简介】北京鉴知技术有限公司，简称“鉴知技术”，是一家以光谱检测技术为核心的专业公司，产品已广泛应用于安检、食品、药品、毒品、医疗等诸多领域，公司致力于为客户提供更先进的产品和更快捷的物质识别方案。鉴知技术公司源自同方威视技术股份有限公司与清华大学共建的“清华大学安全检测技术研究院”，历经10余年的孵育，公司的核心关键技术达到国际领先水平，专利累计申请数达140余件。公司所拥有的技术获得了国家科学技术委员会科技成果鉴定证书及中国专利优秀奖，相关产品获得了国际发明展览会金奖、北京市新技术新产品证书、中国科学仪器年度优秀新品奖、朱良漪分析仪器创新奖之“创新成果奖”等。【延伸阅读】“鉴知”首次亮相——访北京鉴知技术有限公司总经理王红球从威视到鉴知 150余项专利技术铺就拉曼发展之路乳品中三聚氰胺拉曼快检 全流程只需5分钟同方威视拉曼光谱检测出某壮阳保健品中含有非法添加他达拉非类物质