1、 毕业论文 开题报告 环境工程 冷诱导分散液 -液微萃取用于牛奶中三聚氰胺的检测 一、 选题的背景、意义 2008年 9月，国内爆发了三鹿问题奶粉事件，导致数百万名食用含三聚氰胺奶粉的婴幼儿患肾结石等病症住院治疗。国家质检总局在全国紧急开展婴幼儿奶粉三聚氰胺含量专项检查。由于三聚氰胺的含氮量高达 66.63%，而目前测定牛奶中含蛋白质的含量是采用食品行业通行的 “ 凯氏定氮法 ” ，即通过测定食品中氮原子的含量而间接推算的方法，因此，三聚氰胺经常被不法生产者和销售商作为 “ 蛋白精 ” 用来提升牛奶中所谓蛋白质含量的指标。三聚氰胺是一种重 要的氮杂环有机化工原料，白色无味结晶粉末 1。这种化学
2、品常被用于生产塑料、胶水和阻燃剂，在部分亚洲国家，它也被用于制造化肥。不易被机体代谢，具有肾毒性与致癌作用。大量动物实验表明，长期摄入三聚氰胺会造成生殖泌尿系统的损害，膀胱，肾结石，尿毒症和慢性肾衰竭，并可进一步诱发膀胱癌，对消费者造成了极大的危害。卫生部等五部门立即颁布了 “ 2008年第 25号乳制品及含乳食品中含三聚氰胺临时管理限量值规定 ” 的公告，规定：婴幼儿配方乳粉中三聚氰胺的限量值为 1 mg/kg液态奶（包括原料乳），奶粉及其他配方乳粉中三聚氰胺的 限量值为 2.5 mg/kg。因此，建立快速的检测方法以确保食品的安全十分必要。 样品预处理是色谱试验成功的关键步骤 ， 由于真实
3、样品组成复杂 ， 且待测挥发性物含量一般较少 ， 所以要求样品预处理方法既能较好的将待测物同其他物质分离 ， 又有较高的富集能力。传统的样品前处理方法，如液液萃取，索氏萃取，层析、蒸馏及吸附等，普遍存在操作繁琐耗时，需要使用大量对人体和环境有毒、有害的有机溶剂，以及难以实现自动化等缺点，因此，发展省时高效、有机溶剂耗用量少的样品前处理新技术一直是分析化学研究的一个热点领域 1-4 。为节省时间 ,减轻劳动强度 ,减少样品用量 ,实现样品前处理的自动化、在线化 ,以及尽量减少有机溶剂的使用 ， 近年来发展起来了多种新型样品前处理技术 ， 例如固相萃取 ( SPE)5、分子印迹技术 (MIT)6、
4、固相微萃取 ( SPME) 7 、悬滴微萃取 ( SDME) 8 、基于中空纤维的液相微萃取 (HF-LPME)等。 最常用的是采用有机溶剂液液萃取的方法浓缩富集溶液中的目标化合物 ， 这种方法需采用大量的有机溶剂 ， 而有机溶剂本身又会对环境造成污染 ， 因此开发具有有机溶剂用量少、富集效率高的样品处理方法 ， 对于化学工业走科技含 量高、资源和能源消耗低、环境污染小的发展道路具有一定的实际意义。分散液液微萃取法是用萃取剂和分散剂 ， 使含分析物的水样先形成均匀的混浊液 ， 萃取离心后 ， 被分析物富集到萃取剂中 ， 取此有机相注入 HPLC进行分析测定 9， 10此法操作简便、设备简单、溶
5、剂用量少、经济、不污染环境等优点。 二、 相关研究的最新成果及动态 色谱分析法作为一种分离技术，是由俄国植物学家 Tswett在 1906年创立的，发展至今，已有将近百年的历史。色谱分析法原理是不同物质在两相 (固定相和流动相 )中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质 在两相中进行多次分配，从而使分配系数只有微小差别的组分得到分离。液相色谱法是以液体为流动相的色谱分析方法。迄今，液相色谱法已广泛应用于化工、医药、农业、环境监测等领域，在水质、大气、土壤、有机化工、食品、生物等方面已应用于实际指标分析。 液液萃取不仅耗时较长，而且处理时需要使用大量挥发性有机溶剂，易造成环境的污染，且
6、易形成乳化。固相萃取虽然可以解决液液萃取的一些问题，但它也需要花费大量时间、物力。固相微萃取装置的萃取头昂贵，使用寿命较短，多次使用还存在交叉污染问题。膜萃取一般需要一个特殊设计的装置，且存在稳 定性较差，痕量富集时耗时较长，适用底物的范围有限等缺点。同时，目前对禁用化学品残留的检测手段，主要依靠高效液相色谱、分子印迹、液相色谱 -质谱联用仪等。传统的分析检测方法很难与这些仪器实现自动化 2。 2006年 , Rezaee等 11 首次报道了一种新型样品前处理技术 ,即分散液相微萃 ( dispersive liquid-iquid microextraction， DLLME)。首先在样品溶
7、液中加入数十微升萃取剂和一定体积分散剂 ， 混合液经轻轻振荡后即形成一个水 /分散剂 /萃取剂的乳浊液体系 ， 再经离心分层 ，用微量进样器取出萃取剂就直接进样分析。该方法集采样、萃取和浓缩于一体 ， 避免了固相微萃取中可能存在的交叉污染的问题 ， 是一种操作简单、快速、成本低、富集效率高且对环境友好的样品前处理新技术 11,12 ， 在化学分析领域具有广泛的应用前景。 冷诱导分散液 -液微萃取技术与高效液相色谱法联用技术已经用于检测牛奶中的 氟甲喹和萘啶酸。利用 1200系列高效液相色谱仪 (美国 Agilent公司 )，反相 Extend-C18柱 (250 mm x 4.6 mm， 5
8、m)，柱温： 35 ，进样量： 10 m ，流动相： V甲醇 V水 =50 50 (pH=4)；流速： l mL min，检测波长： 310 nm。用注射器把 50.0 m OmimPF6和 0.75 mL乙腈的混合物迅速注入含有 50 m/L氟甲喹和 50 m/L萘啶酸的 10 mL水溶液中 (45 )，然后放在冰水浴中冷却 5 mm后形成了一种雾状的溶液，离心，移去上清液，用 100 uL甲醇溶解 OminPF6然后进行高效液相分析。这种方法检出限低，重现性好。按照以上的方法检测牛奶中的三聚氰胺，样品中加入有机溶剂振荡提取，取上清液过滤进行高效液相色谱 (HPLC)分析。 对丙酮、乙腈、乙
9、醇和异丙醇的提取物分别在甲醇 -离子对试剂流动相体系和乙腈 -离子对试剂流动相体系中进行测定和比较。结果显示，选择合适的流动相，使用丙酮、乙醇或异丙醇为提取剂可以获得较好的提取效果。在甲醇 -离子对试剂流动相体系中，三聚氰胺的质量浓度在 1 0 100 0 mg L范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系 (r=0.99998)，检出限为 0.1 mg kg，采用丙酮为提取剂，加标回收率为 97 103，相对标准偏差 (RSD)小于 5。 国家质检总局于 2008年 l0月 7月 发布国家标准 GB T22388 2008原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法，确定了高效液相色谱法、液相色谱 -质谱质谱法
10、和气相色谱 -质谱联用法作为三聚氰胺的 3种测定方法。其中 HPLC法采用 l三氯乙酸溶液和乙腈进行提取，经阳离子交换固相萃取柱净化后，在流动相中添加离子对试剂改造成反相离子对色谱后进行测定。该方法使用固相萃取柱对样品进行净化，除去乳制品中的一些杂质成分，但操作步骤相对比较繁琐，前处理时间长。同年 10月 15日质检总局发布国家标准 GB T22400 2008原料乳中三聚氰胺快速检测液相色谱法 13，该标准只针对原料奶 和不含添加物的液态奶，采用乙腈作为样品的蛋白沉淀剂和三聚氰胺提取剂，强阳离子交换色谱柱进行液相色谱分离测定。该方法前处理快速简便，只在 1个具塞试管中完成全部前处理程序，减少
11、了中间环节的损耗，提高了样品回收率。但采用乙腈作为提取剂，增加了对检验人员健康危害和环境污染的风险，而且该方法需要配置强阳离子交换色谱柱。本文结合以上 2个液相色谱检测方法用有机溶剂丙酮、乙腈、乙醇或异丙醇等对三聚氰胺进行提取，在反相离子对色谱上分析。在实验过程中筛选多种有机溶剂作为液态奶中三聚氰胺的提取剂，减少对乙腈的消耗。三聚氰胺微溶于 甲醇，而在二甲基亚砜中的溶解度较大 14，蔡勤仁等 15在提取溶剂中加入 10二甲基亚砜来提高提取回收率。 三、 课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 课题的研究内容是用冷诱导分散液 -液微萃取牛奶中的三聚氰胺，考察萃取剂
12、，分散剂，萃取剂体积，分散剂体积，盐浓度的影响，萃取时间的影响，萃取时间的选择，仪器的进样温度，色谱柱流量，线性范围和 检出限等内容，从而 确定最优条件。 萃取剂： 1-己基 -3-甲基咪唑六氟磷酸盐 HminPF6 分散剂：甲醇，丙酮，乙 腈 萃取体积： 5-100 mL 分散体积： 0.5-15 mL 盐浓度的影响 :0-100 g/L NaCl 萃取时间选择： 10-20 min 难点：能够熟练操作液相 色谱仪器，冷诱导液液位萃取联用，理解液相色谱仪的原理构造，能 进行测量分析，萃取剂的选择，分散剂的选择确定。 四、 论文详细工作进度和安排 2010 年 9 月 -2010 年 11 月
13、，指导老师下达任务，并做好准备工作。 2010 年 11 月 -2011 年 12 月，收集资料，文献检索，对文献进行整理。 2010 年 12 月 -2010 年 12 月，完成与论文相关的外文翻译并开始实验阶段。 2011 年 1 月 -2011 年 4 月，试验阶段并整理数据。 2011 年 4 月 -2011 年 5 月，完成实验并整理数据 2011 年 5 月 -2011 年 6 月，毕业论文修稿并定稿。 五、 主要参考文献 1 Y X, Yang XM, Wang C, Zhao J , L iW N, Wang Z. Food Addit. Contam. , 2008, 25
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