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湍寇
5 years ago
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1 第卷第期质谱学报年月!"#$%$&%%' $ $ ' #$ '$ 苏丹红纯物质中有机杂质的定性和定量分析邓超张伟黄挺张辉何雅娟陶红全灿李红梅浙江省计量科学研究院浙江杭州中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所北京摘要本实验对苏丹红标准物质候选物中的主要有机杂质进行定性定量分析采用高效液相色谱 + 离子阱 + 飞行时间串联质谱法 3(!+7)+), &' 和液相色谱 + 三重四极杆串联质谱法 3(!+&'&' 对有机杂质进行定性分析鉴别出杂质和杂质分别为苏丹红和溶剂橙推导出杂质和 / 的可能分子结构为苏丹红的同分异构体利用液相色谱外标法测定苏丹红和溶剂橙的含量分别为 =? =? 相对标准偏差分别为 =-?=? 采用与主成分苏丹红响应因子一致的方法定量分析杂质和 / 其含量分别为 =? =? 相对标准偏差分别为 =?/=? 本研究可为苏丹红一级标准物质的研制奠定基础对苏丹红的准确测定具有重要意义关键词苏丹红有机杂质高效液相色谱 + 离子阱 + 飞行时间串联质谱法 3(!+7)+), &' 定性定量中图分类号,- - 文献标志码. 文章编号 / % 0 % 0 #! 3/ % % C 8!" B3.8 :$# 36.8 )# B3.8 3 # 3 0+ )., 3 16.! 73 + $# ; ' % % + %- 5 %!). %, ' % ' #%$ % "$ # # 4+ % "# "#%5 %$ ## % #. #$ % % # $ # "' $%" $5$$ $ $ $ " " $.%#)"#%#%% $ "% 5$ $ $ # $%%# %$ ' $##$ # % $ # # $% "# " 2 "$"$ $% $ "$ # "$ # #%$%$ "#% $% $ $#5$ $ $ # # ' # % #% $; # $ "$%% $ + % $ %"$ "#$%% "$ $5## ' "% 5$$%$ $ $ 1 # + 收稿日期 + + 修回日期基金项目国家标准物质资源共享服务平台项目 +.() + 浙江省质量技术监督系统科研项目 / 资助作者简介邓超女汉族浙江舟山人硕士从事化学计量分析工作 + # $ "# - 通信作者张伟 / 男汉族北京人副研究员从事理化计量研究 + #4" # 网络出版时间 + + 网络出版地址 " 2% 2#$ 2 % $ # )3 / /"

2 - - 质谱学报第卷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苏丹红作为苏丹红的衍生物是一种偶氮化合物类合成色素主要用于纺织品橡胶塑料油漆等工业产品的着色由于其含有芳香族结构进入人体后会分解还原成芳香胺芳香胺化合物再次被人体吸收 / 对人体健康具有潜在的致癌性中国和欧盟均禁止将苏丹红色素作为食品添加剂使 +- 用但因其成本低着色性好仍被很多商家非法使用因此食品中苏丹红色素的检测极为重要纯度标准物质是溶液和基体标准物质制备的基础是基体中目标物准确测量的溯源源头若纯物质的纯度或其中的杂质得不到准确定值将会对整个国家化学成分测量的量值传递和测量结果产生极其严重的影响因此实现纯物质中杂质的准确定性和定量一直是分析测试领域急需攻克的难题苏丹红纯度标准物质的研制有利于提高检测水平与检测准确度提高食品质量有利于保护人民的身体健康具有广泛的社会效益和一定的经济效益但目前国内尚无苏丹红纯度标准物质也无苏丹红中存在的有机杂质的报道本实验拟采用高效液相色谱 + 电喷雾 + 离子阱 + 飞行时间高分辨质谱 3(!+ '7+7)+), &' 法通过优化液相色谱分离及质谱检测条件对苏丹红中主要的有机杂质进行分析鉴定并利用液相色谱外标法准确定量希望为苏丹红一级标准物质的研制提供参考实验部分 + 主要仪器与试剂高效液相色谱 + 离子阱 + 飞行时间串联质

3 第期邓超等苏丹红纯物质中有机杂质的定性和定量分析 - 谱仪配有 '7 源!+.C 液相色谱仪均为日本 '"# 4 公司产品 -/ 111 液相色谱 + 三重四极杆质谱仪型高效液相色谱仪配有二极管阵列 C.C 检测器美国. #+ $ 公司产品 9( 型称量天平 = 瑞士梅特勒 + 托利多公司产品 7$ %#,C'+'( 液相色谱柱 /=- 日本 8 ' #$ $ 公司产品苏丹红标准物质候选物原料美国 '# 公司产品经柱层析方法提纯后使用经液相色谱比较确认无新杂质引入苏丹红 8 : - =? 由国家标准物质研究中心提供溶剂橙日本 )!7 公司产品乙腈色谱纯德国 &$ 2 公司产品甲酸!&' 级美国 )"$ 公司产品流动相用水为二次去离子水 +( 样品溶液和标准溶液的配制待测样品溶液和标准溶液均采用质量法配制以乙腈为溶剂所有样品及标准储备溶液均于 / H 下密封保存 +, 分析方法及实验条件 +,+ 有机杂质定性分析采用 3(!+7)+ ), &' 法和 3(!+&'&' 法对主成分中的有机杂质进行定性分析借助质谱仪的高分辨率和精确质量数优势由杂质化合物各级质谱碎片的测量值化学式和理论值推测杂质的分子式和结构 3(!+7)+), &' 实验条件液相色谱条件 7$ %#,C'+'( 液相色谱柱 /=- 流动相为 =? 甲酸水溶液 + 乙腈 G 流速 =- # 柱温 H 检测波长范围 - 进样量质谱条件 '7 离子源正离子模式质量扫描范围 - - 离子源温度 H 曲型脱溶剂管!C 温度 H 雾化气流速 = # 碰撞能量为 &'?&'? 离子分离时间 % 碰撞气及冷却气为高纯氩气 3(!+&'&' 实验条件液相色谱条件流速 = # 进样量其他同 3(!+7)+), &' 色谱条件质谱条件 '7 离子源全扫描模式和子离子监测模式正离子扫描监测出口电压杂质 / 和苏丹红的碰撞能依次为 - $ 干燥气流速 # 干燥气温度 H 雾化气压力 =/ ( 碰撞气为高纯氮气 +,+( 杂质纯品纯度定值 3(! 条件杂质纯品作为对杂质定量的标准品实验前需确定准确纯度溶剂橙因无相应的标准物质故其标准品经液相色谱面积归一化法确定其准确纯度对配制的 - 份溶剂橙样品溶液进行液相色谱检测积分得到其有机纯度值液相色谱条件 7$ %#,C'+'( 液相色谱柱 /=- 流动相为纯水 + 乙腈 G 流速 # 检测波长范围 / 进样量 +,+, 有机杂质定量分析采用液相色谱 3(! 外标曲线法对苏丹红纯品中已确定的有机杂质进行定量分析绘制苏丹红杂质标准曲线 = 和溶剂橙杂质标准曲线 = /=- 配制 - 份苏丹红溶液分别进行 3(! 检测 3(! 实验条件同 3(!+7)+), &' 中的液相色谱条件 ( 结果与讨论 (+ 苏丹红纯品中有机杂质的定性通过选择合适的色谱柱对液相色谱流动相的组成流速等条件进行优化得到了分离苏丹红及杂质的最佳实验条件见 == 节苏丹红主成分及其杂质成分的色谱图和总离子流图分别示于图和图图苏丹红纯品中主成分和杂质分离的色谱图 )!* -# /! // / / % %

4 - 质谱学报第卷表苏丹红及其杂质的母离子和子离子参数注为了防止高浓度的主成分苏丹红进入质谱仪而造成污染且已无其他杂质出现 = # 后管路自动切至废液中不进入质谱仪扫描图 ( 苏丹红纯品中杂质分离的总离子流图 )!*("3-/ % % " 0 % % #/ % 化合物保留时间母离子子离子! *$ $ # ( $ # ( #% # $ # - - 杂质 = /= = 杂质 /=- -= - /-= -= 杂质 =/ = -= 杂质 / =/ = - - = / -= 苏丹红 = - = = -= 分析图中色谱归一化结果只有杂质的含量大于千分之一通过 3(!+7)+), &' 获得的苏丹红和 / 种杂质的母离子子离子的精确分子质量列于表由于杂质含量较低通过 3(!+7)+), &' 获得的子离子数目较少因此采用 3(!+&'&' 法对苏丹红及其 / 种杂质进行二级质谱裂解结果示于图和图 / 通过质谱裂解途径解析预测未知杂质的分子式并采用相应杂质的纯品进行验证图, 苏丹红的碎片离子峰及质谱裂解途径 )!*,)!/!/ # % 图 1 杂质 (,1 的碎片离子峰 )!*1)!/ / % (, 1

5 第期邓超等苏丹红纯物质中有机杂质的定性和定量分析 - 由图和图 / 可知杂质和苏丹红均有 - - 碎片峰因此可通过苏丹红的已知结构对杂质和的结构式进行推导杂质的分子离子峰 & 3 为 -/ 比苏丹红的分子离子峰 & 3 - 少即个!3 杂质的可能结构式示于图可能的质谱裂解途径示于图 - 杂质的分子离子峰 -- 与苏丹红的分子离子峰 - 相差 /!3 结合苏丹红的结构式推导出杂质可能的结构式示于图 5 和根据这两种结构式查找相关化合物发现 5 并无!.' 号即可暂认定杂质的可能结构式为推测其可能的质谱裂解途径示于图 -5 图 : 杂质和 ( 的质谱裂解途径 )!*:)!/ # / % ( 图 2 杂质和 ( 的可能结构式 )!*2 0 % % / % ( 结合文献结构式分析和质谱裂解规律初步推测杂质为苏丹红杂质为溶剂橙采用 3(!+7)+), &' 法对苏丹红和溶剂橙的纯品进行一级二级碎片分析得到的精确分子质量和碎片离子质荷比结果列于表表 ( 苏丹红和溶剂橙 ( 的母离子和子离子参数 " 0( % % 0!( 纯品母离子子离子分子式分子质量 ( $ ( $ # - ( # - &$ &$ $# " 苏丹红 /= = -=! -3, / = 溶剂橙 -= /-= =! 3 /, -= 向苏丹红样品中分别加入苏丹红和溶剂橙进行 3(! 测试结果示于图可知杂质和的峰高明显增加保留时间完全一致从而可以确定杂质和杂质分别为苏丹红和溶剂橙通过比较苏丹红样品中杂质及纯品的保留时间分子质量及碎片信息发现杂质与杂质分别与苏丹红溶剂橙完全一致因此最终确认杂质为苏丹红杂质为溶剂橙杂质和 / 的准分子离子峰均为 - 且裂解方式符合苏丹红的碎裂特征推测是苏丹红的同分异构体即分子式均为! 3 -, 可能的结构式示于图由于市场上没有该物质的纯品所以无法对该推测结果进行验证 (+( 杂质纯品纯度定值杂质苏丹红采用一级标准物质 8 : - 纯度标准值为 =? 溶剂橙的液相色谱面积归一法结果列于表溶剂橙的纯度为 =?- 次测量得到的相对标准偏差为 = /?

6 - 质谱学报第卷图 ; 添加苏丹红前后和溶剂橙 ( 前后的苏丹红样品的色谱图 )!*;-# /! / % / 0! % 0!( 图 9 杂质, 和 1 的可能结构式 )!*9 0#/ 0 % % / %, 1 表, 溶剂橙 ( 的检测纯度 " 0, % 0!( 样品 ' $ 纯度 ( #? = = = / = = - = 平均值 = 相对标准偏差? = / (+, 苏丹红纯品中主要有机杂质的定量对杂质和定性后选取相应纯品采用外标工作曲线法对其进行定量测定由于杂质和 / 没有相应纯品且其是苏丹红的同分异构体所以采用与主成分苏丹红响应因子一致的方法对这种杂质进行定量分析苏丹红的线性回归方程为 A = / < = - 相关系数 A 溶剂橙的线性回归方程为 A =/ < =-/ 相关系数 A - 份苏丹红样品中杂质 / 的测量结果列于表 /

7 第期邓超等苏丹红纯物质中有机杂质的定性和定量分析 - 表 1 苏丹红中主要有机杂质的含量测定结果 " 01- /! / % % 样品 ' $ 杂质苏丹红 7 # '? 杂质溶剂橙 7 # ' $, $? 杂质 7 #? 杂质 / 7 # /? = - = = = = = = = = - =-- = = / = =-- = = = - = = = - - = -- = = = 平均值 = = = = *'C? =- = = /=, 结论本实验采用 3(!+7)+), &' 法和!+ &'&' 法对苏丹红中的有机杂质进行定性分析采用 3(! 外标法对已定性杂质进行定量分析得到杂质苏丹红和溶剂橙的含量分别为 =? =? 相对标准偏差分别为 =-?=? 对未完全定性的杂质和 / 采用与主成分苏丹红响应因子一致的方法进行定量分析其含量分别为 =? =? 相对标准偏差分别为 =?/=? 该实验可为苏丹红一级标准物质的研制奠定基础对食品检验等领域中苏丹红的准确测定具有重要意义参考文献李娟丁晓明刘宏民等高效液相色谱 + 串联质谱法同时测定豆制品中 - 种违禁偶氮染料质谱学报 C78 9# # 76 3 #$ '# $ % $ $ # # %# 5$ 4+ $%#% 5$ %5 3(!+&'&'!"#$%$ &%%' $ $ ' #$ -+-#!"#$%$ 江晨舟孙洁敏张驰中等食品中苏丹红检测方法的比较和优化上海计量测试 -/ +/ 7.8!"$4" '6 #$ #B3.8!"#+ 4" $! #% # #4 # $+ $ # $ " % ' $ # % '" "# &$% $ $ )$% # -/ +/#!"#$%$ '*7!3.*,. ( 7&!3,,:,8. '*7(.@C )$ $ $+%%#% $ #+ $ %#5 $2# # $ + # $ %# ##$ # # # $ # $ + $ # %#% ' $%#!"## %. &$ " % + / 宁啸骏王林虞成华等 6(!+&'&' 同位素内标法测定食品中对位红苏丹红的研究质谱学报 / +/- 78 9# :.8 # 06!"$ " $ 6(!+&'&'#% # # $ % $ $ # # $ % + #!"#$%$&%%' $ $ ' #+ $ / +/-#!"#$%$!3.7.(.@6,:,'.:.) :'7.+ 8(*,3 :$. %#% ' ' ' ' # 5 3(! # " $$ "$ # $ $ # #% %% 5 $$ $ # " 5 5$+ ## #; # $ ##$ $$ $!"$ / -+ - 喻凌寒宋之光苏流坤等高效液相色谱 + 离子阱质谱联用测定食品中种苏丹红类染料质谱学报 - / + 06 # "',8 B"# '6 # 2 $ C$ $ # # 2# % % $# 5 3(!+ '7+&'&'!"#+ $%$ &%%' $ $ ' #$ - / +#!"#$%$

8 - 质谱学报第卷 B3.8! B &$. " 4$ $ # $ 5%$ # + %# "%$$ # #$ %#% $ ' $%# % $%!". / + 范文锐吴青劳扬等高效液相色谱法同时测定食品中种非食用色素分析化学 / +. :$ #:6 1#., 0 $ C$+ $ # # %$ $#$ #5$ # $ %# %# "# " $ $#; # " "!"#$%$. #!"$ #% / + #!"#$%$ !3 (. 90$ ' "$%#% $ # $ # # $ $ %5 $ $ %#5$ # # $ # "# %$ % $ # % # ## "$' $% $%# $ %#%!". / + : '):,,C '!3,).6 )C.7*.69.$ &%%5 $ $ " "$'7 $ %%# $ "$ # # %.!"$ 暴海霞戴新华张伟等 + 羟孕酮纯度及其杂质分析方法的研究化学试剂 /- -+., 3# #C.79#" B3.8 :$#$. %#% "$ # # # #$%# + " $% $ $!"$ # *$ $ % /--+ #!"#$%$ 赵贵平孟云仇雯荔等苏丹红的!+&' &' 分析分析测试学报 /- + B3., 8 # # & :$#$. %#% $ " ' 75 #; # " + " + $ %%% $ $ 7% $. %#% /- + #!"#$%$ 王孜一戴新华张伟等皮质醇纯物质中杂质分析与定值质谱学报 // + / :.8B# #C.79#" B3.8 :$#$ 7 # #$% %#% # $ $ # # $" #%$!"#$%$&%% ' $ $ ' #$ // +/ #!"#$%$

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