开题报告应用化学三聚氰胺分析检测方法研究进展一、选题的背景与意义2008年中国婴幼儿毒奶粉事件引起世界各国高度关注,在毒奶粉中检测发现了化工原料三聚氰胺,然而在此之前,美国也曾报道过数以千计的猫和狗因喂食含三聚氰胺的宠物饲料而致病或死亡。
三聚氰胺(2,4,6-三氨基-1, 3, 5-三嗪)最早由德国化学家Justus von Liebig于1834年合成。
现代工艺多采用尿素合成的三聚氰胺树脂常常被用于生产制作食品包装或餐具,因此食品中的三聚氰胺常常被认为是以三聚氰胺树脂为原材料食品包装或餐具中三聚氰胺迁移所致,也有认为三聚氰胺可能是杀虫剂灭蝇胺的代谢产物沿食物链富集进入植物或动物源食物所致。
三聚氰胺生产过程和细菌代谢过程均可能产生副产物三聚氰酸(2,4,6-三羟基21,3,5-三嗪)。
三聚氰酸可以用作消毒剂,特别是在水处理过程中被广泛应用。
慢性高剂量摄入三聚氰胺或三聚氰酸时会诱发肾脏病理学,而且三聚氰胺和三聚氰酸接触后可以通过氢键表现出极强的亲和力而形成轮辐状的难溶物―三聚氰胺-三聚氰酸复合物，该复合物很容易在动物肾脏中沉积,从而引起动物肾脏功能衰竭甚至导致死亡。
随着对三聚氰胺检测要求的不断提升,检测手段不断推陈出新,快速、便捷的检测技术不断涌现。
食品中的三聚氰胺经过提取净化后可以采用色谱法、质谱法、光谱法和毛细管电泳法等现代仪器手段进行分析,也可以直接采用酶联免疫试剂盒法分析。
一、研究的基本内容与拟解决的主要问题：基本内容：1.液相色谱及串联检测器法：该方法主要使用紫外检测器(UV)和二极管阵列检测器(DAD)。
前处理一般都是采用三氯乙酸-乙腈提取,过滤,过柱,洗脱。
然后采用乙腈/水或缓冲盐的水溶液(v/v = 95∶5～80∶20)为流动相, 236nm (UV) 或240nm(DAD)为检测波长,室温下进样分析。
由于三聚氰胺和三聚氰酸的紫外吸收波段均低于250nm,故色谱条件的变化以及样品的前处理过程,都将会产生定量的误差。
2.气相色谱串联质谱法：采用乙腈水或三氯乙酸浸提,加入乙酸锌或乙酸铅沉淀蛋白,超声后离心,取上层清液净化衍生,最终进行气相色谱-质谱进行测定。
3.毛细管电泳技术：目前普遍采用的方法是毛细管区带电泳-二极管阵列检测器来测定三聚氰胺。
这种方法是利用三聚氰胺的强极性在简单的毛细管电泳模式中来实现三聚氰胺和干扰物的基线分离,并利用三聚氰胺极好的紫外吸收来进行测定,定量检测限在0.05mg/kg。
4.光谱法：(1)拉曼光谱法：将三聚氰胺提取液滴加到底物上,蒸发有机溶剂, 用拉曼光谱检测。
在682cm-1和989cm-1处有位移,而682cm-1处与浓度有关。
(2)红外光谱法：采用近红外和中红外光谱法(衰减全反射傅立叶红外光谱FTIR2ATR 和漫反射傅立叶红外光谱DR IFT)来检测和定量分析婴幼儿配方奶粉中的三聚氰胺。
通过对光谱数据和三聚氰胺浓度的最小二乘法拟合, R2 大于0.99。
据此可以分析添加有1ppm三聚氰胺的奶粉。
这种方法无需或只需少量样品前处理,缩短了检验时间,可在5min内完成检测。
(3)核磁共振法：采用400Hz下1H的核磁共振(NMR)模式,可以分析出受三聚氰胺污染的奶粉,通过图谱的叠加,亦可以作为定量手段。
在研究受三聚氰胺污染的配方奶粉和蛋糕时, NMR可以获得与采用固相萃取液质分析同样的结果。
5.化学发光法：利用三聚氰胺可以与溶液中的肌红蛋白反应形成一种复合体,可以强烈地抑制鲁米诺与肌红蛋白反应产生的化学光的强度。
化学发光强度的降低值与三聚氰胺的浓度在10pg/mL～50ng/mL范围内成正比线性关系,检测限达3pg/mL。
6.纳米粒子颜色法：三聚氰胺和三聚氰酸可以通过NH2O和NH2N两种氢键形式进行分子组装从而形成稳定的复合体(三聚氰胺和三聚氰酸的比例为1∶3) 。
而在此过程中,三聚氰胺起决定作用。
如果将三聚氰酸衍生,与具有极好光学特征的贵金属纳米颗粒形成稳定的复合体,加入三聚氰胺以后,三聚氰胺与三聚氰酸的结合,会改变纳米颗粒的光学特征,而这一特征变化可以从颜色上表现出来。
7.酶标仪检测法：利用萃取液通过均质及振荡的方式提取样品中的三聚氰胺进行免疫测定. 先将三聚氰胺酶标记物,样品萃取物及标准样加入到已经包被有三聚氰胺抗体的微孔中开始反应. 在30 min 的孵育过程中,样品萃取物中的三聚氰胺与三聚氰胺酶标记物竞争结合微孔中的三聚氰胺抗体,孵育30 min 后洗掉小孔中所有没有结合的三聚氰胺及三聚氰胺酶标记物. 在配制的洗液清洗结束后,每孔中加入清澈的底物溶液,结合的酶标记物将无色的底物转化为蓝色的物质. 孵育30 min 后加入终止液(盐酸) ,终止底物反应,在450 nm 波长处检测吸光度值,根据各孔颜色深浅进行数据读取,依据标准的吸光度值得出样品中三聚氰胺的的浓度值.拟解决的主要问题：通过对比不同检测三聚氰胺含量的方法，以此找出一种:高灵敏度或低检测限,高度专一,分析时间短,成本低廉,便捷易携带,少量或不用预处理程序,适合复杂基质测定。
二、研究的方法与技术路线：研究方法：分析检测技术路线：样品的预处理进样检测读取数据分析谱图三、研究的总体安排与进度：2010年06月－2010年10月：查阅相关文献、确定研究课题2010年10月－2010年11月：书写任务书及学生开题2010年12月－2011年03月：学生实验2011年04月－2011年05月：学生论文书写2011年05月－2011年06月：论文答辩五、主要参考文献：[1].邵静君,温家琪,徐世文.三聚氰胺毒理学研究进晨[J].现代畜牧兽医,2007,(12): 52-54[2].Okumura M, Hasegawa R,Shirai T, eta1.Relationship between calculus formation and carcinogenesis in the urinary bladder of rats administered the non-genotoxic agents thymine or melamine [J].Carcinogenesis, 1992, 13(6): 1043-1045.[3].Ogasawara H, Imaida K, Ishiwata H, et a1. Urinary bladder carcinogenesis induced by melamine in F344 malerats:correlation between carcinogenicity and urolith formation [J]. Carcinogenesis, 1995, 16(11):2773-2777.[4].林祥梅, 王建峰, 贾广乐, 等. 三聚氰胺的毒性研究[J]. 毒理学杂志, 2008, 22(3): 216-219.[5].Cathy A, Brown, Kyu-Shik Jeong, Robert H, et a1.Outbreaks of renal failure associated with melamine and cyanuricacid in dogs and cats in 2004 and 2007 [J]. Journal of VeterinaryDiagnostic Investigation, 2007, 19(5): 525-531.[6].Birgit Puschner, Robert H, Poppenga, et a1. Assessment of melamine and cyanuric acid toxicity in cats [J]. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation,2007,19(6):616-624.[7].袁立勇, 马朝卫, 杜亚辉. 溶液中三聚氰胺含量的快速测定[J].河南化工,2004,4:42.[8].王征. GC-MS法测定动物食品中的三聚氰胺[J]. 福建分析检测, 2008, 17(2): 1-2.[9].蒋晨阳, 范倩, 林德清,等.气质联用法测定饲料中的三聚氰胺[J]. 饲料工业，2008, 29(8): 48-50.[10].宫小明, 董静, 孙军, 等. HPLC法测定植物性原料中三聚氰胺[J]. 食品科学, 2008, 29 (4): 321 - 322.[11].李德良. 食品及饲料中三聚氰胺残留量液相色谱检测方法的研究[J]. 南昌高专学报, 2007, 6: 131 - 132.[12].辜雪英, 吴小花, 仇满珍. 饲料中三聚氰胺残留量高效液相色谱测定的研究[J]. 江西化工, 2007, 2: 70 - 72.[13].任保增, 李晨, 袁晓亮, 等. 三聚氰胺溶解度的测定与关联[J]. 化工学报, 2003, 5(7): 1001 - 1003.[14].汪辉, 曹小彦, 彭新凯, 等. 高效液相色谱-二级管阵列法测定高蛋白食品中的三聚氰胺[J]. 食品与机械, 2007, 23 (5): 114 - 115.[15].韩冰冰, 宋文生, 李雪娟，等. 三聚氰胺及其衍生物的应用[J]. 化学推进剂与高分子材料, 2007, 5(6) : 26 - 27.[16].杨云霞, 刘形, 周桂英, 等. 小麦谷元粉中三聚氰胺的高效液相色谱法测定[J]. 分析测试学报, 2008, 27(3): 322 - 324.[17].占春瑞, 郭平, 温志海, 等. 液相色谱检测饲料中三聚氰胺残留量的方法研究[J]. 饲料研究, 2007(11): 18 - 19.[18].陈婷. 高效液相色谱法测定饲料中三聚氰胺含量[J] . 福建畜牧兽医, 2007, 29 (6) : 10 -11.[19].吴明礼, 陈彩红. 高效液相色谱法(HPLC)测定单氰胺中三聚氰胺的含量[J]. 宁夏石油化工, 2005, 2: 24 - 25.[20].俞建君, 吴芳珍. 反相离子对色谱法测定工业三聚氰胺含量[J]. 广东化工, 2007, 7(34): 126 - 127.[21].张美金, 林海丹, 林峰, 等. 高效液相色谱法测定饲料和宠物食品中三聚氰胺含量[J] . 中国卫生检验杂志, 2007, 17(12) : 2205 - 2206.[22].赵永彪, 李自春, 刘婷,等. 高效液相色谱法测定宠物食品中的三聚氰胺[J]. 分析实验室, 2008, 27: 190 - 191.[23].丁涛, 徐锦忠, 李健忠, 等. 高效液相色谱-二极管阵列检测法及高效液相色谱-电喷雾串联质谱法测定植物源性蛋白中残留的三聚氰胺[J]. 色谱, 2008, 26 (1): 6 - 9.[24].李爱军, 张代辉, 马书民, 等. 液相色谱-串联质谱法测定饲料中三聚氰胺残留[J]. 分析化学, 2008, 36(5): 699 - 701.[25].冯家望, 蔡勤仁, 柳训才, 等. 高效液相色谱-电喷雾串联技术测定奶及奶制品中三聚氰胺和环丙氨嗪[J] . 现代食品科技, 2004, 24 (10): 1058 - 1059.[26].冯薇, 王伯初, 米鹏程, 等. 适用于LC-MS 的三聚氰胺检测新方法[J] . 广东农业科学,2008, (4) : 62 - 63.[27].染伟. 液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)分析宠物食品中三聚氰胺[J]. 分析测试学报, 2007, 26: 285 - 286.[28].赖碧清, 郑晓航, 韩银涛. 高效液相色谱-四极杆质谱联用测定饲料中三聚氰胺含量[J]. 饲料工业, 2008, 29 (4): 47-48.[29].张静, 张朋杰, 张宪臣, 等. 超高效液相色谱-电喷雾串联三重四级杆质谱法测定宠物食品中的三聚氰胺[J]. 中国卫生检验杂志, 2008, 18 (10): 1950 - 1951.[30].钱振杰, 蔡勤仁, 欧阳颖瑜, 等. 超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法测定饲料中残留的三聚氰胺[J]. 色谱, 2008, 26(3): 339 - 342.[31].Liang Zhu, Gerardo Gamez, Huanwen Chen, et al. Detection of Diethyl Phthalate inPerfumes by Extractive Electrospray Ionization Mass Spectrometry Chem. Comm.,2009,32(13):559. [32].Guangming Huang, Zheng Ouyang, R. Graham Cooks. Rapid Screening of Anabolic Steroids in Urine by Reactive Desorption Electrospray Ionization. Chem. Comm, 2007, 79(21):8327-8332.[33].James A. Campbell, David S. Wunschel, Catherine E. Peterson, Residual Agar Determination in Bacterial Spores by Electrospray Ionization Mass Spectrometry Analytical Letters, 2010, 82 (4): 1200-1206.[34].Ho-Wai Tang, Kwan-MingNg, Stephen Sin-Yin Chui, et al. Analysis of Melamine Cyanurate in Urine Using Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry Anal. Chem, 2009, 81(9) : 3676-3682.[35].Teresa M. Vail, Patrick R.Jones, O. David Spark-man. J. Anal. Toxicol., 2007, 31(6) : 304-308.[36].Guoxiang Xie, Xiaojiao Zheng, Xin Qi, et al. Metabonomic Evaluation of Melamine-Induced Acute Renal Toxicity in Rats. Journal of Proteome Research, 2010, 9(1) : 125-133.[37].NaYan, Lei Zhou, Zaifang Zhu, et al. Determination of Melamine in Dairy Products, Fish Feed, and Fish by Capillary Zone Electrophoresis with Diode Array Detection. J. Agric. Food Chem, 2009, 57 (3) : 807-811.[38].Zhijun Chen, Xiaomei Yan. Simultaneous Determination of Melamine and 5-Hydroxymethylfurfural in Milk by Capillary Electrophoresis with Diode Array Detection. J. Agric. Food Chem. , 2009, 57 (19) : 8742-8747.[39].Lili He, Yang L iu, Mengshi L in, et al. Antifungal activity of zinc oxide nanoparticles against Botrytis cinerea and Penicillium expansum. Sens. & In-strument. Food Qual., 2011, 3 (20) : 207-215.[40].Mengshi L in. Front. Chem. Eng. China, 2009,3 (4) : 427-432.[41].Lisa J. Mauer, Alona A. Chernyshova, Ashley Hiatt, et al. Melamine Detection in Infant Formula Powder Using Near- and Mid-Infrared Spectroscopy. J. Agric. Food Chem, 2009, 57 (10) : 3974-3980.[42].Dirk W. Lachenmeier, Eberhard Humpfer, Fang Fang, et al.NMR-Spectroscopy for Nontargeted Screening and Simultaneous Quantification of Health-Relevant Compounds in Foods: The Example of Melamine. J. Agric. Food Chem, 2009,57 (16) : 7194-7199.[43].ZhumingWang, Donghua Chen, Xin Gao, et al. Subpicogram Determination of Melamine in Milk Products Using a Luminol−Myoglobin Chemiluminescence System. J. Agric. Food Chem;2009, 57 (9) : 3464[44].Kelong Ai, Yanlan L iu, Lehui Lu.Hydrogen-Bonding Recognition-Induced Color Change of Gold Nanoparticles for Visual Detection of Melamine in Raw Milk and Infant Formula. J. AM. Chem.Soc. , 2009, 131 (27) : 9496[45].陈君义, 孙慧宇, 苏燕, 王玥, 乙小娟; 等. 三聚氰胺分析技术研究进展[J]. 分析实验室. 2010,29(1):296-301.[46].焦嫚; 董学芝; 等. 三聚氰胺分析检测方法的研究进展[J]. 河南大学化学与化工学院. 2010,21(1):91-95.[47].Gopalakrishnan Venkatasami, John R. Sowa Jr.,Analytica Chimica Acta 2010, 665(2), 100-104.[48].Qian Cao, Hong Zhao, Lixi Zeng, Jian Wang, Rui Wang, Xiaohui Qiu, Y ujian He,Talanta, 2009, 80(2), 104-109[49].Zhiyong Guo, Panpan Gai, Tingting Hao, SuiWang, DanyiWei, Ning Gan. Determination of melamine in dairy products by an electrochemiluminescent method combined with solid-phase extraction. Talanta, 2011, 83(5), 1736–1741.。