具有吸附功能的螯合樹脂及在檢測口蘑、海米中銅的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有吸附功能的螯合樹脂及在檢測 口蘑、海米中銅的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，在農(nóng)耕中也有很多的化肥農(nóng) 藥的應(yīng)用，這就導(dǎo)致了食品中進(jìn)入了一些有害的金屬元素，隨著不斷的積累就會(huì)變成為有 毒性的化合物，很多金屬都是慢性的，具有蓄積性，容易產(chǎn)生畸變等現(xiàn)象，食品中重金屬元 素直接危害了人們的身體健康，對(duì)食品進(jìn)行有效的重金屬檢測，必須得到充分的重視。
[0003] 食品重金屬污染已經(jīng)成為危害人體健康的一個(gè)重要因素，隨著科技進(jìn)步和研究深 入，食品中重金屬檢測分析方法不斷發(fā)展。目前，人們對(duì)重金屬的檢測還主要使用分析結(jié)果 較為準(zhǔn)確的大型儀器，但高昂的造價(jià)和繁瑣的操作阻礙了其對(duì)大規(guī)模食品中重金屬的快速 檢測。同時(shí)，在食品重金屬檢測中，大量共存元素的干擾使得直接測定變得很困難，大型儀 器的聯(lián)用技術(shù)是一種解決方法，但操作復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，另一種方法則是預(yù)先對(duì)金屬離子進(jìn) 行分離富集，然后用常規(guī)儀器測定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有吸附功能的螯合樹脂及在檢測口 蘑、海米中銅的應(yīng)用，采用本發(fā)明的方法能有效實(shí)現(xiàn)檢測口蘑、海米中的銅。
[0005] 為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明的具有吸附功能的螯合樹脂，通過下述方法制備得到：
[0007] 1)、將聚丙烯腈微球浸泡在反應(yīng)溶劑N，N_二甲基甲酰胺(DMF)中，直至微球充分溶 脹。其中，聚丙烯腈微球與DMF的用量比為:20mg: 25~35ml;
[0008] 2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的腺嘌呤，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下于90~110 °C下攪拌反應(yīng)9~Ilh(最佳條件為100 °C下攪拌反應(yīng)IOh);攪拌轉(zhuǎn)速為180~220rmp(最佳轉(zhuǎn) 速為200rmp)，其中，腺嘌呤與聚丙烯腈微球中的-C = N的物質(zhì)的量之比為2.8~3.2:1 (最佳 物質(zhì)的量之比為3:1);
[0009] 3)、過濾步驟2)的所得物，用反應(yīng)溶劑進(jìn)行洗滌至洗滌液呈無色，然后依次用蒸餾 水、乙醇、丙酮、乙醚洗滌；在50°C真空干燥至恒重，得到具有吸附功能的螯合樹脂（簡稱 PAN-CS)〇
[0010] 本發(fā)明的具有吸附功能的螯合樹脂在檢測口蘑、海米中銅的應(yīng)用，具體方法如下：
[0011] 1 )、在玻璃柱子中裝入ΡΑΝ-CS，再加入pH值為3.5的HAc-NaAc緩沖液使玻璃柱子被 充滿，形成微柱；
[0012] 2)、配制系列濃度的金屬銅溶液，并用紫外可見分光光度計(jì)測定每種濃度的金屬 銅溶液的吸光度，從而獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線，y代表吸光度，X代表銅溶液中銅離子的濃度(ug/ml); [0013]例如可精確配制成銅離子濃度為〇ug/ml、0 · lug/ml、0 · 2ug/ml、0 · 4ug/ml、0 · 8ug/ ml的系列濃度的金屬銅溶液，并用紫外可見分光光度計(jì)測定(在495nm處測定)每種濃度的 金屬銅溶液的吸光度，從而獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖1所示），y = 〇. 99494x-0.0066，y代表吸光 度，X代表金屬銅溶液中銅離子的濃度(ug/ml)。
[0014] 3)、利用預(yù)富集-分光光度法測定食品樣品中Cu離子濃度。
[0015] 具體步驟如下 [0016]①、食品樣品處理：
[0017] 將食品樣品進(jìn)行消解處理，1~2g-定量的樣品于200mL燒杯中，加50%硝酸5~ IOmL加熱溶解20~30min，然后加入90%硫酸5~10mL，繼續(xù)加熱蒸發(fā)冒大量三氧化硫的煙， 趕盡硝酸，冷卻后，加水煮沸，使鹽類溶解冷卻后過濾，定容到IOOmL容量瓶中；作為樣品消 解液，將所得的樣品消解液用醋酸-醋酸鈉溶液（即，pH值為3.5的HAc-NaAc緩沖液)調(diào)節(jié)pH 至3.5,得調(diào)節(jié)后溶液。
[0018] ②、將調(diào)節(jié)后溶液加入到上述步驟1)所得的微柱中，控制調(diào)節(jié)后溶液的流速為0.8 ~1.2mL/min(最佳為I. lmL/min);吸附完畢，加入濃度為1.9~2.2mol/L(最佳為2mol/L)的 HCl溶液作為洗脫液;控制洗脫液的流速為0.5~2mL/min(最佳為1.5mL/min)，洗脫完畢后， 收集所有的流出液作為匯總后的流出液，用紫外可見分光光度計(jì)測定匯總后的流出液的吸 光度，代入步驟2)所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線中，最終獲得食品樣品中Cu離子濃度(先獲得匯總后的流 出液中Cu離子濃度，再根據(jù)匯總后的流出液的體積量和食品樣品的重量，經(jīng)過換算，最終獲 得食品樣品中Cu離子濃度）。
[0019] 發(fā)明人在發(fā)明過程中，針對(duì)口蘑、海米這兩種食品消解后復(fù)雜的體系(含有包含很 多其他微量無機(jī)元素干擾如他+、1(+、0 &2+、1%2+，還含有0(12+、？13 2+和2112+，還含有多種其他離 子），再結(jié)合金屬離子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)與配體的空間配位效應(yīng)和電子效應(yīng)，通過量子化學(xué)的 計(jì)算篩選實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)配體的快速理論篩選，然后根據(jù)挑選出的配體設(shè)計(jì)出一系列的合成路 線，并進(jìn)行改性；以聚丙烯腈為母體，腺嘌呤為配體。
[0020] 綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1、本發(fā)明制得的螯合樹脂很高的機(jī)械強(qiáng)度和物理穩(wěn)定性，制備簡單易行；
[0022] 2、本發(fā)明方法制得的螯合樹脂能專一性地檢測口蘑、海米中的銅，能很好地應(yīng)用 于市場中重金屬的快速檢測，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與優(yōu)勢(shì)；
[0023] 3、本發(fā)明制得的螯合樹脂具有良好的解吸性能且重復(fù)利用率高(針對(duì)口蘑、海米 復(fù)雜體系）。
【附圖說明】
[0024] 圖1是金屬銅溶液的吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描繪本發(fā)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 具有吸附功能的螯合樹脂的制備包括以下步驟：
[0028] 1 )、稱取20mg聚丙烯腈微球浸泡在30ml的反應(yīng)溶劑N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，直 至微球充分溶脹；
[0029] 2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的腺嘌呤，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下于100°C下 攪拌反應(yīng)l〇h(轉(zhuǎn)速為200rmp)，其中，腺嘌呤與聚丙烯腈微球中的-C = N的物質(zhì)的量之比為 3.0：1；
[0030] 3)、過濾步驟2)的所得物，用反應(yīng)溶劑進(jìn)行洗滌至洗滌液呈無色，然后依次用蒸餾 水、乙醇、丙酮、乙醚洗滌；在50°C真空干燥至恒重，得到具有吸附功能的螯合樹脂（簡稱 PAN-CS)；
[0031 ]合成樹脂的功能基轉(zhuǎn)化率按下式計(jì)算：
[0032]
[0033] 在本發(fā)明中：
[0034] 聚丙烯腈微球(聚丙烯腈系共聚體)選用D-160型大孔吸附樹脂，例如可購自中藍(lán) 晨光化工研究院。
[0035] 利用紅外光譜(FT-IR)對(duì)聚丙烯腈微球、配體腺嘌呤，以及所合成的新型螯合樹脂 進(jìn)行表征，可以推測本發(fā)明的反應(yīng)式如下式所示：
[0036]
[0037] 經(jīng)檢測該實(shí)施例中功能基轉(zhuǎn)化率為52.61。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 具有吸附功能的螯合樹脂的制備包括以下步驟：
[0040] 1 )、稱取20mg聚丙烯腈微球浸泡在25ml的反應(yīng)溶劑N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，直 至微球充分溶脹；
[0041] 2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的腺嘌呤，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下于90°C下 攪拌反應(yīng)9h(轉(zhuǎn)速為ISOrmp)，其中，腺嘌呤與聚丙烯腈微球中的-C = N的物質(zhì)的量之比為 2.8：1；
[0042] 3)、過濾步驟2)的所得物，用反應(yīng)溶劑進(jìn)行洗滌至洗滌液呈無色，然后依次用蒸餾 水、乙醇、丙酮、乙醚洗滌；在50°C真空干燥至恒重，得到具有吸附功能的螯合樹脂（簡稱 PAN-CS)；
[0043]經(jīng)檢測該實(shí)施例中功能基轉(zhuǎn)化率為49.13。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 具有吸附功能的螯合樹脂的制備包括以下步驟：
[0046] 1 )、稱取20mg聚丙烯腈微球浸泡在35ml的反應(yīng)溶劑N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，直 至微球充分溶脹；
[0047] 2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的腺嘌呤，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下于IHTC下 攪拌反應(yīng)llh(轉(zhuǎn)速為220rmp);其中，腺嘌呤與聚丙烯腈微球中的-C = N的物質(zhì)的量之比為 3.2：1；
[0048] 3)、過濾步驟2)的所得物，用反應(yīng)溶劑進(jìn)行洗滌至洗滌液呈無色，然后依次用蒸餾 水、乙醇、丙酮、乙醚洗滌；在50°C真空干燥至恒重，得到具有吸附功能的螯合樹脂（簡稱 PAN-CS)；
[0049] 經(jīng)檢測該實(shí)施例中功能基轉(zhuǎn)化率為51.69。
[0050] 對(duì)比例1-1
[0051] 將實(shí)施例1的反應(yīng)溶劑分別改成1，4_二氧六環(huán)及甲苯，在保持實(shí)施例1其他條件相 同的情況下，進(jìn)行反應(yīng)，以探討不同溶劑對(duì)制備的樹脂的功能基轉(zhuǎn)化率的影響，結(jié)果如表1 所示。
[0052]由表1可知，當(dāng)反應(yīng)溶劑為DMF時(shí)，螯合樹脂的功能基轉(zhuǎn)化率最高，其次為1，4-二氧 六環(huán)，甲苯為反應(yīng)溶劑時(shí)螯合樹脂含氮量最低。據(jù)此，確定最佳反應(yīng)溶劑為DMF。
[0053]表1不同反應(yīng)溶劑對(duì)制備的樹脂的功能基轉(zhuǎn)化率的影響
[0055] 對(duì)比例1-2
[0056] 將實(shí)施例1中的轉(zhuǎn)速200rmp分別改成IOOrmp，300rmp，400rmp，其余同實(shí)施例1。 [0057]將所得的三種樹脂分別按照上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行檢測，其功能基轉(zhuǎn)化率如表1。
[0058]表2不同轉(zhuǎn)速條件制備的樹脂的功能基轉(zhuǎn)化率