摘要
在特定进样条件下
关键词
“硼”是一种植物生长所必需的微量非金属元
鉴于向食品中添加硼酸的违法行为依然严重(
目前针对食品中硼的检测方法已较为成熟,主要有微波提取-姜黄素分光光度
随着核磁共振技术的快速发展,定量核磁共
刀式捣磨仪(GM-300#,德国Retsch Gmbh公司);电子分析天平[ME 204#,梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司];超声波清洗仪(德国Elmasonic S 180H# Elma公司);紫外分光光度计(UH5300#,日本HITACHI公司);核磁共振谱仪[AVANCE (Ⅲ) HD 600 MHz,德国Bruker公司];超纯水仪(Milli-Q,法国Millipore公司)。
硼酸标准溶液(1 000 mg/L,北京坛墨质检科技有限公司);重水(99.8%,中国Adamas试剂);硫酸、醋酸锌、亚铁氰化钾、氯仿(均为分析纯,购自国药试剂有限公司);2-乙基-1,3-己二醇[麦克林试剂(中国)有限公司];天然石英核磁管(ϕ=5 mm,B<0.01 ppm,美国Norell公司);实验用水为法国Millipore公司纯水仪制备的超纯水(现制现用)。
Bruker Avance (III) HD 600 MHz傅里叶变换超导核磁共振波谱仪配备PABBO正向探头;锁场温度:298 K
称取3.0 g于刀式金属(或塑料)捣磨仪均匀碾碎的样品至15 mL塑料离心管中,加入10 mL超纯水,涡旋30 s后于室温下超声提取10 min,于低速离心机(4 000 r/min)离心5 min,取上清液450 μL置于装有50 μL重水的天然石英核磁管中,直接测试。期间避免待测样品直接接触玻璃仪器。
称取于刀式捣磨仪均匀碾碎的样品3.0 g至150 mL塑料烧杯中,加入50.0 mL超纯水、2.0 mL浓硫酸;100 kHz,50 ℃超声10 min;向超声后的溶液中分别加入Zn(AcO)2和K4Fe(CN)6·3H2O溶液各5.0 mL;加水定容至100 mL,常压滤纸过滤后取2.0 mL于25 mL塑料试管中,加水至5.0 mL;加入体积分数50%(V/V)的硫酸溶液1.0 mL,涡旋1 min混匀后,向其中加入2-乙基-1,3-己二醇(EHD)-氯仿(CHCl3)溶液5.0 mL,盖上盖子涡旋振荡器振摇2 min,静置分层,吸取下层的EHD-CHCl3溶液并通过ϕ=7 cm干燥快速滤纸过滤。过滤液作为样品测试液。期间避免待测样品直接接触玻璃仪器,各溶液配置要求参照GB 5009.275—2016。
用移液枪分别准确量取10.0、20.0、50.0、100.0、200.0、500.0 μL硼酸标准溶液于2.0 mL塑料离心管中并用水定容至1 mL,得到10.0、20.0、50.0、100.0、200.0、500.0 μg/mL的标准工作液。现用现配。
采用
(1) |
式中:
X:待测物硼酸的含量,mg/kg;C:由标准曲线得到的待测物溶液中硼酸的浓度,mg;m:样品质量,g;V1:试样定容体积,mL;V2:测试量取体积,mL。
数据采用MestreNova(12.0及以上版本)软件进行“splines”基线校正、积分、定值。
纵向弛豫时间脉冲序列:t1irpg;锁场温度:298 K
选择标准实验“ProtonT1”;先后设置时域点数、谱宽、空扫次数、扫描次数、频谱中心值;在“VDLIST”键入对应弛豫值(默认单位为s,最大值设置为10 s);读取参数;键入“ased”,设置D1值为10 s;采样;窗口函数选择使用指数函数,线宽因子调整为0.3;傅里叶变换,手动调整相位,键入“t1t2”进入T1分析界面;调整相位、积分、计算,得到T1=0.159 s。
为使测得

图1 硼酸标准溶液在重水中的化学位移
Figure 1 Chemical shift of boric-acid standard solution in heavy water
取1.4标准溶液工作液按照条件1.3.1于600 MHz核磁共振谱仪上测试,绘得标准工作曲线,即y=507.81x+5 597.4,R² > 0.999 9
由
本方法以S/N≥10确定硼酸检出限为20 mg/kg[SNR(19.92,18.86)=10.24,

图2 本方法检出限的确定
Figure 2 LODs of this method
(注:X: points; Y: S/N)
造成这种结果的原因可能是:核磁共振谱仪频率目前尚达不到相当灵敏度;硼原子核的电四极效应导致硼谱的谱宽变宽,灵敏度下降;较氢元素更低的天然丰度和灵敏度(
分别以面粉和米粉作为加标基质,对同一样品以相同实验条件分批次连续重复测定6次(
向空白基质中分别添加100.0 μg/mL的硼酸标准工作液50、100、200 μL,按照实验条件1.2.1连续测定6次,根据标准曲线计算硼酸含量,6次测试结果相对偏差分别为3.52%、2.58%、1.66%(

图3 不同浓度下的重复实验(50、100、200 µg/kg)
Figure 3 Repeated experiments at different concentrations (50, 100, 200 μg/kg)
平行称取面粉及米粉待测样品,分别加入50、150、600 mg/kg 3水平浓度的硼酸标准溶液工作液,每个水平平行测定6次,计算回收率和相对标准偏差(
注: a:面粉基质
硼原子[I
本方法以硼酸标准溶液绘制标准曲线,采用核磁共振硼谱法对食品中的硼含量进行测定,方法简便、快捷、准确。该方法剔除了繁琐冗杂的前处理过程,弃用了如浓硫酸、三氯甲烷等实验室高毒高危试剂;将现行标准中的数十小时的前处理步骤缩短至20~30 min,在极大地降低经济成本和时间成本的同时也最大程度地保障了实验人员的身体健康安全和测试的准确性;样品测试过程快速,极大地提高了检测人员的工作效率,适合进行大批量样品的检测;样品检测结果准确,检出限、定量限均能满足日常检验工作中的任务需求。但是,由于硼元素独有的物化性质以及仪器方面的限制,目前还无法对硼酸、硼砂等不同含硼化学物质单独测定,并且在检出限度、检测时间等方面还有相当一部分待探索的空间。
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