食用油中苯并[a]芘的分析(紫外分光光度法)
一、原理
将食用油样品的环己烷溶解液与DMSO进行液-液分配,借助PAH与BaP 共轭体系π-键系统与DMSO分子中的S原子相互作用,使PAH与BaP富集于DMSO中,BaP在DMSO-环己烷中的分配系数为5.1,两次分配即达90%以上的富集效率。而脂肪烃和其他脂溶性化合物仍留在环己烷中,从而达到PAH与脂肪烃的分离。当DMSO液加水或加稀盐酸,立即使DMSO-π键离析,再用环己烷反提取PAH或BaP,制备成BaP的环己烷溶解液,部分极性化合物或非烃杂质仍留在稀的DMSO中。用乙酰化纸层分离BaP,在紫外分光光度计上进行测定。紫外分光光度法测定BaP的原理是由于BaP或PAH分子存在着共轭双键π-电子系统,所有的π轭系统均对紫外光有不同程度的吸收。BaP对紫外特征吸收峰为385nm,以此作为BaP的定性测定的依据。
(为进一步除去烷烃和极性较强的杂质,将BaP或PAH的环己烷液通过氧化铝柱,借助PAH与BaP分子中存在着较多的共轭双键,致使它们在氧化铝上的吸附保留特性比烷烃强。从而换用不同的溶剂进行洗脱,使烷烃、芳烃与极性化合物再度分离。)
紫外分光光度法适用于BaP含量在76-30000μg/kg的样品。
附:
◆二甲基亚砜(dimethylsulfoxide,DMSO)是一种强吸湿性液体,无无臭,相
对密度为1.100,熔点为18.45℃,沸点为189℃,折射率为1.4795。它是一种既溶于水又溶于很多有机溶剂的非质子极性溶剂。DMSO在芳烃抽提中作为萃取溶剂,具有对芳烃的选择性高,常温下对芳烃无限制混溶,萃取温度低,且不与烷烃、烯烃、水反应、无腐蚀、无毒,萃取工艺简单、设备少、节能,不溶于烯烃,适合含烯烃高的油料,溶剂回收可用反萃取等优点。DMSO对烷烃不溶,因此可用于食品蜡、食用白油的精制和治癌物的检测中。DMSO对乙炔易熔,用于石油气中乙炔回收和溶解乙炔生产中。它还对有机硫化化物、芳烃易溶,因而常用于润滑油、柴油精制中。DMSO含水40%时在一60℃时不冻,而且DMSO与水、雪混合时放热。
◆环己烷(C6H12),相对分子量84.16,密度(25℃)0.7739 g/cm3,熔点6.5℃,
沸点80.7 ℃,折射率1.4264
二、实验仪器食用油标准
仪器:紫外分光光度计,分液漏斗,三角瓶,试管(带塞),具塞比管,电热恒温水浴锅,振荡器,5ml、100ml容量瓶,瓷盘,大烧杯(制乙酰化纸)
三、实验材料
环己烷(A.R.),DMSO,无水乙醇(A.R.);(A.R.),浓硫酸(A.R.),氢氧化钠(A,R.) ,无水硫酸钠(A.R.) ,1:1的盐酸,乙醇-二氯甲烷(2:1)乙酰化纸,BaP标准液
◆乙酰化纸:取中速层析滤纸,按纸纹顺向裁成4×30cm 的纸条,松松卷成
环,纸条之间尽量留有空隙,放入盛有360ml苯、260ml(乙酸酐)和0.25ml浓硫酸混合液(三者预先混合均匀再放纸)的大烧杯中用玻璃棒轻轻拨动,排出纸条间的气泡,使纸条充分接触溶液,并不时用玻璃棒在纸环中心搅动反应6h(如果纸条没完全浸没在溶液中再按其比例配适量混合液倒入烧杯中),静置过夜,约20h。取出纸条,置于干净的瓷盘中,在通风橱内凉干,再将纸条卷起,浸没在无水乙醇中,并用玻璃棒拨动纸条,放出加在纸条之间的气泡,然后静置反应4-6h(过夜也可),取出纸条,在室内晾干,压平备用。
BaP标准液:准确称取苯并[a]芘黄结晶25mg,用苯溶解并定容至25ml棕容量瓶中,此液为1mg/ml (1μg/μg) 苯并[a]芘标准贮备液。
从中吸取100μl(0.10ml)于100ml容量瓶中,用苯定容至刻度,加盖摇匀,此液为1μg/m1(1ng/μl)苯并[a]芘的标准使用液,置于冰箱中保存。有效期3-6个月。
另一种方法:苯并[a]芘标准贮存溶液(100μg/m1):准确称取纯品3,4—苯并芘10.0mg,用环己烷溶解并定容至100ml。
苯并芘[a]标准应用溶液(1μg/m1)): 准确吸取3,4-苯并芘标准贮存液(100μg/m1 ) lml于l00ml容量瓶中,用环己烷稀释定容至刻度.
四、实验步骤
1、样品的浸提:
(1)称取20g食用油于烧杯中用100ml环己烷分次溶解,溶解液倒入分液漏斗中,最后用20mlDMSO分次洗烧杯,洗液也倒入分液漏斗中。
(2)称取2g食用油于烧杯中用15ml环己烷分次溶解,溶解液倒入试管中,最后用2ml DMSO分次洗烧杯,洗液也倒入试管中。
2、DMSO-环己烷液-液分配
(1)向上一步骤中的环己烷浸提液中加入50ml 30-35℃的DMSO,加盖振摇1-2min,静置分层。上层环己烷液再用50nlDMSO提取1次,弃去环己烷液。合并两次DMSO液,加入150ml 1:1的盐酸,冷却后用环己烷反提取两次,每次70ml,振摇1-2min。合并两次环己烷液,弃去下层DMSO稀释液,环己烷液用50ml 6%的NaOH溶液洗一次,蒸馏水3次,每次100ml振摇1min。弃尽水相的环己烷加10-15g无水硫酸钠,摇匀,放置30min脱水。
(2)向上一步骤中的环己烷浸提液中加入5ml 30-35℃的DMSO,加盖振摇1-2min,静置分层。上层环己烷液再用5nlDMSO提取1次,弃去环己烷液。合并两次DMSO液,加入15ml 1:1的盐酸,冷却后用环己烷反提取两次,每次7ml,振摇1-2min。合并两次环己烷液,弃去下层DMSO稀释液,环己烷液用5ml 6%的NaOH溶液洗一次,蒸馏水3次,每次10ml振摇1min。弃尽水相的环己烷加1.0-1.5g无水硫酸钠,摇匀,放置30min脱水
3、纸层分离BaP
上一步得到的脱水的环己烷液点在乙酰化纸条上,BaP含量高的浓缩液部分点样,含量低的浓缩液全部点样。距样品点或带约1cm处点BaP标准约0.05μg,以定位用,点样完毕在暗室进行展开,展开剂为乙醇-二氯甲烷(2:1).待展开剂前沿上升至25cm,去除纸条挥干,然后在365nm紫外灯下观察,用铅笔划出与
BaP 标准点相同颜,相同高度的亮紫荧光带或点。剪下,置于10ml 具比管中,加4ml 环己烷,加盖,于62-65℃水浴上热浸30min ,并不时摇动试管,在365nm 紫外灯下观察纸片上的亮紫荧光带是否全被浸在溶液中,如纸片上仍有亮紫颜,再继续加热10-15min ,直至全部被浸下,冷却后备紫外测定。
4、紫外测定
● 标准与标准曲线:吸取1μg/m1BaP 的标准使用液0.10, 0.20 ,0.40ml ,分别置于5ml 容量瓶或具塞比管中,用环己烷稀释至刻度,加盖摇匀,此标准系列液BaP 的浓度为0.02,0.04,0.08μg/m1或20,40,80ng/ml 。分别倒入石英液槽
中,进行355-410nm 紫外光谱扫描,观察3个标准液在385nm 的吸光度是否成比例,如果成比例,可吸取3个标准液中的任意一个浓度与吸光度为计算依据。 ● 样品测定:保持上述标准测定时的仪器条件,将样品液倒入石英液槽中,进行355-410nm 紫外光谱扫描,以385nm 的实际吸光强度与标准液385nm 的实际吸光度比较,求得样品中BaP 的含量。
5、计算:
BaP 含量(μg/kg )=W V
A A C
∙∙21
苯并芘测定
分光光度计测定苯并芘环己烷溶液自350一410毫微米波段的吸收光谱曲线。3,4一苯并芘在364、384、403毫微米处有三个吸收波峰,可作为定性参考依据。
样品的提取与定量:取各样品油数毫升,加环己烷及DMF 除油,再用环己烷反萃取3次,收集萃取液于浓缩瓶中浓缩至0.5-1.0mL ,层析后,在紫外灯下定性、定位,采用“底线法”在紫外分光光度计上定量,分别在375nm , 385nm , 395nm 处测光密度,计算样品的相对光密度,从工作曲线中检出样品中BaP 含量,该法检测极限为0. 06mg/L 。
检测限
IUPAC 检出限的定义:“检出限以浓度(或质量)表示,指由特定的分析方法能够合理地检测出的最小分析信号xL 求得的最低浓度cL(或质量qL)”,表达式为:cL(或qL)=(xL-b)/m=KSb/m
式中m 为分析校准曲线在低浓度范围内的斜率;b 为空白平均值;Sb 为空白标准偏差。测定次数为20次,IUPAC 建议K=3作为检出限计算标准。
根据 IUPAC 对检测限 LD 的规定,分光光度分析中可测量的最小分析信号(吸光度) A min 以下式确定:
式中为多次空白测量的平均值;s b为多次空白测量的标准偏差:K为一定置信水平下确定的系数,当置信水平为90%时,K=3。
与A min-相应的浓度即为检测限LD:
式中S 为方法的灵敏度,即回归方程的斜率。
根据20次空白实验结果,求得=0.0018,s b=0.0015,已知S 为3.48×10-3,则
回收率
精密度同一样品重复5次,RSD%
重现性在不同的两天,做相同的样,进行测定,结果的RSD%