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亞硝酸鹽廣泛存在于食品、水環(huán)境及土壤樣品中,其含量超出安全限值會對人體健康和水生生態(tài)產(chǎn)生不利影響。因此,建立準(zhǔn)確、高效的檢測方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前,亞硝酸鹽含量的檢測方法主要有分光光度法、離子色譜法和電化學(xué)法,三者原理各異、適用場景互補(bǔ),本文就這三種常用方法作一闡述。 一、分光光度法 分光光度法是亞硝酸鹽檢測中最經(jīng)典且應(yīng)用最為廣泛的方法。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.33即以此作為食品中亞硝酸鹽測定的主要方法之一。該方法的化學(xué)原理是基于重氮偶聯(lián)反應(yīng):在酸性介質(zhì)中,亞硝酸鹽與磺胺或?qū)Π被交撬岚l(fā)生重氮化反應(yīng),生成的重氮鹽再與N-(1-萘基)-乙二胺二鹽酸鹽發(fā)生偶聯(lián),形成紫紅色偶氮染料。該染料在波長538 nm附近有最大吸收峰,通過測定吸光度可計(jì)算出亞硝酸鹽的含量。若用于水質(zhì)檢測,則通常以苯胺-α-萘酚體系為顯色劑,產(chǎn)物呈桔紅色,最大吸收波長為480 nm。 在操作流程上,分光光度法一般包括標(biāo)準(zhǔn)曲線制備、樣品前處理、顯色反應(yīng)、吸光度測定及計(jì)算結(jié)果幾個環(huán)節(jié)。其中,食品樣品需經(jīng)沉淀蛋白質(zhì)、過濾或離心等步驟除去干擾物,水樣則通常直接測定。該方法所需儀器設(shè)備簡單,成本低廉,普通紫外可見分光光度計(jì)即可滿足要求,適用于常規(guī)實(shí)驗(yàn)室的大批量樣品篩查。但該方法也存在操作較為繁瑣、前處理耗時等局限,對于復(fù)雜基質(zhì)的樣品,如高色素含量的蔬菜或高油脂的肉制品,需額外進(jìn)行凈化處理以消除基質(zhì)干擾。 二、離子色譜法 離子色譜法是現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在亞硝酸鹽檢測中的重要應(yīng)用,已列入多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn),包括GB 5009.33規(guī)定的第二法以及HJ 634適用于土壤檢測的方法。該方法的原理是基于離子交換色譜的分離機(jī)制:樣品經(jīng)提取和凈化后,注入配有陰離子交換柱的色譜系統(tǒng)。氫氧化鉀或碳酸鹽溶液作為淋洗液流經(jīng)色譜柱時,亞硝酸根離子與柱上的離子交換官能團(tuán)發(fā)生可逆吸附與洗脫。由于亞硝酸根與硝酸根、氯化物等其他陰離子的保留時間不同,各離子依次被分離。被分離的亞硝酸根隨后進(jìn)入抑制型電導(dǎo)檢測器或紫外檢測器進(jìn)行檢測,以保留時間定性,外標(biāo)法定量。 樣品前處理是離子色譜法可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于食品和土壤樣品,通常采用超聲提取、固相萃取柱凈化的組合方案,依次通過特定功能柱除去樣品中的蛋白質(zhì)、脂類及其他有機(jī)大分子,再經(jīng)0.22 μm或0.45 μm微孔濾膜過濾后方可進(jìn)樣分析。乳制品、血液、藥用輔料等特殊基質(zhì)樣品的處理方法亦各有針對性設(shè)計(jì)。 相較于分光光度法,離子色譜法具有同時測定多種陰離子的能力,且靈敏度更高、選擇性更好。水中亞硝酸鹽的檢出限可達(dá)0.004 mg/L左右。其主要局限在于儀器設(shè)備昂貴、維護(hù)成本較高,對操作人員的技術(shù)要求亦更為嚴(yán)格。 三、電化學(xué)法 電化學(xué)法是亞硝酸鹽檢測中發(fā)展較快的分析方法,主要包括伏安法、極譜法和電位分析法,其中以伏安法在痕量檢測中的應(yīng)用最為突出。該方法的原理基于亞硝酸根離子在電極表面的電化學(xué)氧化或還原反應(yīng)。當(dāng)施加一定電壓時,亞硝酸根在陽極表面發(fā)生氧化,生成硝酸根并釋放電子,產(chǎn)生的氧化峰電流強(qiáng)度與亞硝酸鹽濃度呈線性關(guān)系。采用循環(huán)伏安法或線性掃描伏安法進(jìn)行掃描記錄,通過測量峰電流即實(shí)現(xiàn)對亞硝酸鹽含量的定量分析。 為了提高檢測的靈敏度和選擇性,近年來廣泛采用化學(xué)修飾電極技術(shù)。常見的修飾材料包括納米金、納米銀、石墨烯及聚合氨基酸等。以納米銀/聚L-谷氨酸修飾玻碳電極為例,在pH 7.0的磷酸鹽緩沖溶液中,采用循環(huán)伏安法對亞硝酸鈉進(jìn)行測定,線性檢測范圍可達(dá)4.14×10??至1.35×10?3 mol·L?1,方法簡便、選擇性強(qiáng)。此外,也有研究者采用血紅蛋白/納米金-還原氧化石墨烯復(fù)合物修飾電極,通過血紅蛋白對亞硝酸根的還原作用實(shí)現(xiàn)檢測,線性范圍可達(dá)0.5 μM至100 μM,最低檢測限低至0.1 μM。 電化學(xué)法具有靈敏度高、響應(yīng)快速、設(shè)備可便攜化等顯著優(yōu)點(diǎn),尤其適用于現(xiàn)場在線監(jiān)測和即時檢測。然而,電極表面的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性以及實(shí)際復(fù)雜樣品中基質(zhì)干擾等問題仍是該技術(shù)推廣應(yīng)用中需要進(jìn)一步解決的難點(diǎn)。
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