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如何检测非法添加罂粟碱?罂粟碱检测方法比较

嘉峪检测网        2019-04-01 22:21

近年来,食品中非法添加罂粟壳事件频频报道,一些不法商贩为了吸引顾客,大肆在火锅、面汤、酸辣粉、麻辣烫、小龙虾等食品或配料中添加罂粟壳来调味,食品安全问题形势严峻,对罂粟壳中罂粟碱等主要成分进行检测是相关部门的重要执法手段。

 

罂粟碱的化学名为1-[(3,4-二甲氧基苯基)甲基]-6,7-二甲氧基异喹啉,是一种非麻醉生物碱,属于血管舒张药,在心、脑和外周血管痉挛引起的缺血以及肾、胆和胃肠道等内脏痉挛的临床治疗中起到肌肉松弛剂的重要作用,但长期食用会导致上瘾,可能引起心律不齐,精神失常,甚至呼吸停止而死亡。由于罂粟碱对人类健康的危害及其在食品中的非法添加问题,众多学者开展了罂粟碱检测方法的研究。

 

1、光谱分析技术

光谱分析技术是以光的吸收、发射、散射等作用而建立的分析方法,通过检测光谱的波长和强度来确定物质的结构和含量,已广泛应用于物理、化学、生物等多个学科领域。

 

01分光光度法

分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度来进行定性和定量分析的方法。基于罂粟碱自身或其他配对剂等物质的紫外-可见吸收,可实现对罂粟碱的分光光度法检测。

分光光度法操作简单,仪器设备易得,检测速率快,但干扰因素多,灵敏度不高,难以满足复杂样品检测或痕量分析的要求。

 

02荧光分析法

荧光分析法是利用某些物质被紫外光照射后处于激发态,激发态分子经历碰撞及发射的去激发过程能反映出该物质特性的荧光,建立的定性或定量分析的方法。罂粟碱自身的荧光强度很弱,需要进行处理后采用荧光分析法检测。

荧光分析法的灵敏度要优于一般的分光光度法,但体系的稳定性不高。此外,能够引起荧光的化学物质较少,该方法的应用范围也相对较小。

 

03化学发光法

化学发光法利用化学发光物质由激发态跃迁回基态时发出的光信号进行定量分析,因为没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰,因而具有较高的灵敏度、较宽的线性范围,且检测设备简单廉价,易微型化。

化学发光法虽简单易行,但容易受其他生物碱的干扰、稳定性较差,且样品的发光不能再现。

 

04红外光谱法

红外光谱法是根据分子内部原子间相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法,根据分子对红外光吸收谱带的数目、位置、形状和强度等特征可以判定物质结构,红外光谱法也是鉴定罂粟碱的重要方法之一。

另外,在用红外光谱法检测罂粟籽时,除了基团频率区外,还要注意观察指纹区,以便得出准确结果。

 

05拉曼光谱法

拉曼光谱法是利用激光来照射被测物质时发生散射现象而产生与入射光频率不同的散射光谱所进行的分析方法,在定性鉴定和结构分析方面同样占有重要地位。

红外光谱法和拉曼光谱法在分析物质结构、鉴别物质方面有着不可比拟的优势,快速、简便,且样品无需预处理,可实现在线无损分析,是重要的定性分析技术,但在实际检测中样品成分往往很复杂,难以从获得的光谱中提取特征信息,且这两种分析方法定量能力欠佳。

 

2、色谱分析技术

色谱分析技术是利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速率沿固定相移动,最终达到分离分析的效果。近年来,随着各种联用技术的发展,色谱法发展飞速,在众多领域有着极其广泛的应用,也成为目前检测罂粟碱的最主要的分析技术之一。

 

01薄层色谱法

薄层色谱又称为薄层层析法,是一种快速分离多种物质的特别有效的层析分离技术,它以涂布于支持板上的支持物作为固定相,以合适的溶剂为流动相,对混合样品进行分离、鉴定和定量分析。

薄层色谱法设备简单、成本低廉、显色容易、展开速率快,但相对其他现代化仪器来说,操作复杂、自动化程度低,且特异性差,灵敏度低,由于操作过程中使用较多有机溶剂,对操作人员伤害较大。

 

02气相色谱法

气相色谱法是一种以气体作为流动相、对易挥发而不发生分解的化合物进行分离分析的色谱技术,近年来发展较快,应用较多。

随着现代分析技术的发展,气相色谱法机械化程度已很高,应用也很广泛,但其定性完全依靠保留时间导致方法选择性不高,如果检测样品基体较为复杂,可能会出现很多杂峰,容易出现假阳性,且样品前处理过程繁琐费时。

 

03液相色谱法

液相色谱法是一种用液体作为流动相,对挥发性差、极性或热不稳定的化合物进行分离分析的色谱技术,在罂粟碱检测中应用较多。

液相色谱法分离效率高、灵敏度高,但对于基质复杂、罂粟碱含量较低的样品来说,容易受干扰物质的影响。

 

3、质谱分析技术

质谱分析技术是通过电场和磁场将运动的离子按质荷比分离后进行检测的方法,可以进行有效的定性分析,包括相对分子质量测定、化学式的确定、结构鉴定等。色谱分析技术是一种有效的定量分析方法,现代分析技术中常常将两者结合,形成了多种联用技术,用来进行复杂化合物的准确高效的定性定量分析。常见的方法有气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法等。

 

01气相色谱-质谱法

气相色谱-质谱法适宜测定小分子、易挥发、热稳定、能气化的化合物,用电子轰击方式得到的谱图可与标准谱库对比。

质谱法弥补了气相色谱法选择性不高、易产生假阳性的缺陷,极大地扩宽了气相色谱的应用范围,气相色谱-质谱法灵敏度高、检出限低,尤其在多种成分同时测定中表现了很大的优势,但仪器昂贵,检测成本较高,且很多食品样品基质复杂,前处理过程繁琐费时,易造成样品损失。

 

02液相色谱-质谱法

液相色谱-质谱法弥补了气相色谱-质谱法的缺陷,可测定不挥发性化合物、极性化合物、热不稳定化合物及相对分子质量较大的化合物等,尤其是升级为高效液相色谱、超高效液相色谱、串联质谱等,结合固相萃取等方法后适用范围更广,已成为现代分析技术中不可或缺的一部分。

液相色谱-质谱法定性准确、灵敏度高,是目前最有效的分析技术之一,但是仪器设备价格昂贵,对操作人员要求高,普及推广使用存在一定的难度。

 

4、电化学分析技术

电化学分析技术是现代分析技术的重要组成部分之一。它是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,对组分进行定性和定量的仪器分析方法,在罂粟碱的检测中应用也非常广泛。

电化学分析法灵活多变,可制备不同种类性能优越的传感器,灵敏度较高、测定范围宽、检测速率快,且仪器设备简单、价格低廉、操作简单,便于携带,适合现场检测,但常常存在选择性不高、重现性不好的问题。

 

5、免疫分析技术

免疫分析技术是一种利用抗原抗体特异性结合反应来检测各种物质的分析方法,通过人工合成相应的抗原/抗体可实现罂粟碱的检测。

免疫分析法特异性强、操作简单快速,但容易出现交叉反应,相比较仪器昂贵、检测费时的色谱法,更适合应用于现场快速初筛。

 

6、各种分析技术的对比

 

分光光度法

优点:仪器设备易得,成本低,操作简单快速

缺点:灵敏度低,选择性不高,易受其他生物碱的干扰

发展趋势:提高灵敏度和选择性,可应用于基层单位罂粟碱检测

 

荧光分析法

优点:仪器设备简单,成本低,操作简单快速

缺点:稳定性差,选择性不高,能引起荧光的化学物质较少,应用范围受限

发展趋势:提高稳定性和选择性,开发新的荧光体系

 

化学发光法

优点:仪器设备简单,成本低,操作简单快速

缺点:稳定性差,选择性不高,样品的发光不能再现

发展趋势:提高稳定性和选择性,开发新的化学发光体系

 

红外光谱法

优点:操作简单快速,样品无需预处理,可进行无损分析,定性能力强

缺点:对复杂样品分析能力弱,定量能力弱

发展趋势:可用于鉴定罂粟碱,作为罂粟碱检测的辅助手段

 

拉曼光谱法

优点:操作简单快速,样品无需预处理,可进行无损分析,定性能力强

缺点:对复杂样品分析能力弱,定量能力弱

发展趋势:可用于鉴定罂粟碱,作为罂粟碱检测的辅助手段

 

薄层色谱法

优点:设备简单,成本低,检测快速

缺点:操作复杂,特异性差,灵敏度低,干扰大,对操作人员伤害大

发展趋势:在设备条件不足的情况下可用此法粗测

 

气相色谱法

优点:分离分析能力较强,可同时检测多种物质

缺点:设备昂贵,难以普及,检测速率慢,样品前处理繁杂,分析基质复杂的样品时,干扰物质多,易出现假阳性,对操作人员要求高

发展趋势:优化前处理过程,提高灵敏度、选择性和检测速率

 

液相色谱法

优点:分离分析能力较强,可同时检测多种物质,应用范围比气相色谱法更广

缺点:设备昂贵,难以普及,检测速率慢,样品前处理繁杂,分析基质复杂的样品时,干扰物质多,易出现假阳性,对操作人员要求高

发展趋势:优化前处理过程,提高选择性、灵敏度和检测速率

 

气相色谱-质谱法

优点:分离分析能力强,可同时检测多种物质,灵敏度高,选择性好

缺点:昂贵,难以普及,检测速率慢,样品前处理繁杂,对操作人员要求高

发展趋势:优化前处理过程,提高检测速率

 

液相色谱-质谱法

优点:分离分析能力强,可同时检测多种物质,灵敏度高,选择性好,应用范围比气相色谱-质谱法更广,适用于复杂样品中罂粟碱的痕量分析

缺点:设备昂贵,难以普及,检测速率慢,样品前处理繁杂,对操作人员要求高

发展趋势:优化前处理过程,提高检测速率,有望成为罂粟碱检测的标准方法

 

电化学分析法

优点:灵敏度高,测量范围宽,仪器设备简单、成本低,操作简单快速,便于携带

缺点:干扰因素多,稳定性和重现性差

发展趋势:提高稳定性、重现性和抗干扰能力,微型化、便携化

 

免疫分析法

优点:特异性强,灵敏度高,仪器设备简单,成本低,操作简单快速

缺点:容易产生交叉反应,定量能力弱

发展趋势:微型化、便携化,可广泛应用于现场快速初筛

 

7、结语

电化学分析技术由于稳定性和重现性差,在实际应用中尚不成熟;红外光谱法和拉曼光谱法一般用于定性分析;免疫分析技术的优势独特;其他几种分析技术的灵敏度通常是:

质谱分析技术>色谱分析技术>分光光度法、荧光分析法和化学发光法

目前应用前景最好的是免疫分析法和液相色谱-质谱法。前者由于具有特异性强、成本低、操作简单、检测速率快等特点,可广泛应用于现场快速筛查;后者因设备昂贵、操作繁琐费时等问题难以普及,但该方法在灵敏度、选择性、准确性等方面的优势非常明显,有望成为罂粟碱检测的标准方法。

随着科技的发展、仪器联用技术的进步,罂粟碱的分析技术也将向着更高灵敏度、高选择性、快速、简单、低成本的方向发展,同时,根据不同的检测目的、试验条件,选择合适的分析方法。

 

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来源:理化检验

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