專利名稱：一種檢測蘇丹紅i號的電化學(xué)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)分析測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以膨脹石墨糊電極為工作電極，定量檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法。
背景技術(shù)：
蘇丹紅I號是一種工業(yè)用油溶性偶氮染料，工業(yè)應(yīng)用中被稱為溶劑黃14或油溶黃R，化學(xué)名為I-苯基偶氮-2-萘酚。用于彩色蠟、油脂、汽油、溶劑和鞋油等的增色及焰火禮花的著色。蘇丹紅類化合物在降解過程中會產(chǎn)生具有毒性的苯胺和萘酚，經(jīng)毒理學(xué)研究表明，均具有致突變性和致癌性。盡管如此，由于蘇丹紅染色鮮艷，不易退色等特點，一些不法商販為了牟取暴利 將其用于食品生產(chǎn)與加工，嚴(yán)重危害了消費(fèi)者身體健康，我國以及歐盟嚴(yán)令禁止在食品中加入蘇丹紅I號，幾次的蘇丹紅事件都是食品生產(chǎn)企業(yè)在食品中違規(guī)加入蘇丹紅I號導(dǎo)致的。近年來，國內(nèi)外多次報道從紅辣椒醬粉和其他辣椒醬制品中檢出蘇丹紅I號。英國食品標(biāo)準(zhǔn)局也公布了可能含有蘇丹紅I號的產(chǎn)品清單，包括香腸、泡面、熟肉、餡餅、辣椒醬粉、調(diào)味醬等474種產(chǎn)品。我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定禁止使用蘇丹紅I號作為食品添加劑。目前國內(nèi)外有關(guān)蘇丹紅I號的檢測技術(shù)主要有液相色譜法、熒光分光光度法和流動注射法等。這些方法檢測精度雖高，但樣品前處理復(fù)雜，儀器昂貴，需要專業(yè)的操作人員，耗時長。電化學(xué)法以其靈敏度高、易于小型化和成本低等優(yōu)點，成為蘇丹紅I號現(xiàn)場檢測的極好方法。電化學(xué)法測定蘇丹紅I號，電極材料是最關(guān)鍵的，選擇合適的電極材料，對于提高蘇丹紅I號檢測的選擇性、靈敏度和穩(wěn)定性等主要性能，具有重要的現(xiàn)實意義和學(xué)術(shù)價值。疏松多孔結(jié)構(gòu)的膨脹石墨因其具有比表面積大，電化學(xué)活性高和成本低等特性，成為一種優(yōu)良電極材料，目前還沒有利用膨脹石墨作為電極材料對蘇丹紅I號進(jìn)行電化學(xué)檢測的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有食品中蘇丹紅I號的檢測方法大都需要大型的實驗儀器且實驗操作條件苛刻，樣品前處理復(fù)雜、成本高等缺點，提供一種簡單、快速、成本低、靈敏度高、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好的檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是—種檢測蘇丹紅I的電化學(xué)方法，該方法是按照以下步驟進(jìn)行的( I)膨脹石墨糊電極的制備通過化學(xué)氧化法制備膨脹石墨，準(zhǔn)確稱取質(zhì)量比為97:3的膨脹石墨和固體石蠟于燒杯中，在電爐上加熱使石蠟全熔，并攪拌使兩者混合均勻，冷卻至室溫后，將混合物填入玻璃管一端，另一端插入細(xì)的銅棒實現(xiàn)電路連接；該電極可通過在空白電解質(zhì)(空白BR緩沖溶液)中循環(huán)伏安掃描10圈實現(xiàn)電極的更新；
(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制將步驟(I)得到的膨脹石墨糊電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉬片電極作為輔助電極，組成三電極體系；將該三電極體系置于含有不同濃度蘇丹紅I號的
0.05mol/L pH值為3.0的伯瑞特-羅賓森(Britton-Robinson)BR緩沖溶液中，于電位0. IV時攪拌富集300s，靜置30s后，用去離子水沖凈；然后將該三電極體系置于0.05mol/L pH值為6. 0的BR緩沖溶液中，從0. 3V到0. 9V的電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖伏安法掃描，掃描參數(shù)為電位增量:0. 004V ;振幅0. 05V ;脈沖寬度0. 05V ;脈沖周期0. 5s ;采樣寬度0. 02s ；靜置時間2s，記錄I-E曲線，并讀出氧化峰峰電流值；所得數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計后，以蘇丹紅I號的濃度為橫坐標(biāo)，峰電流平均值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而獲得相應(yīng)的線性回歸方程；(3)樣品的檢測將樣品進(jìn)行萃取,過濾后置于0. 05mol/L pH為6. 0的BR緩沖溶液中，按照與步驟
(2)相同的電化學(xué)測試方法差分脈沖伏安法對待測樣品溶液進(jìn)行掃描測試，以獲得氧化峰電流值，所得電流值用步驟(2)所得標(biāo)準(zhǔn)曲線所對應(yīng)的線性回歸方程計算出待檢測樣品中蘇丹紅I號的濃度。采用上述的技術(shù)方案后，得到氧化電流與蘇丹紅I號濃度具有良好的線性關(guān)系(如說明書附2)，線性方程為I ( uA)=5. 03X IO^6C (mol/L)+0.310 (線性相關(guān)系數(shù)R=O. 997)，其中C為蘇丹紅I號的濃度(如說明書附2所對應(yīng)的數(shù)據(jù)點5. 0X10_9mol/L，9. 0 X l(T9mol/L，1.0X l(T8mol/L，4. 0 X l(T8mol/L，7. OX l(T8mol/L，1.0X l(T7mol/L，
3.OX l(T7mol/L，7. OX l(T7mol/L，1.0X l(T6mol/L，3. OX l(T6mol/L，5. OX l(T6mol/L 和7. OX 10_6mol/L)，I為氧化峰峰電流值；利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對食品中蘇丹紅I號進(jìn)行分析檢測。本發(fā)明的特點和優(yōu)點如下所述本發(fā)明利用了膨脹石墨疏松多孔的結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的導(dǎo)電性、較強(qiáng)的吸附能力，提高了電極對蘇丹紅I號的電催化氧化性能，該膨脹石墨糊電極對蘇丹紅I號檢測的線性范圍為5. 0X10_9 7. 0X10_6mol/L，靈敏度為32. 33A (mol/L—1)cm_2，檢測限為9. OX lOlmol/L。本發(fā)明中的膨脹石墨糊電極相當(dāng)于一種新型的電化學(xué)傳感器，其制備方法簡單、成本低、快速、易操作。用于實際樣品辣椒醬及番茄汁中蘇丹紅I號的測定，本測試方法具有較高的靈敏度、較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是膨脹石墨糊電極在不同濃度蘇丹紅I號的BR緩沖溶液中富集后的差分脈沖伏安曲線圖，蘇丹紅I號的濃度由內(nèi)到外依次為5.0X10_9mOl/L，9.0X10_9mOl/L, I. OX l(T8mol/L，4. OX l(T8mol/L，7. OX l(T8mol/L，10 X l(T7mol/L，3. OX l(T7mol/L，
7.OX l(T7mol/L，1.0X l(T6mol/L，3. OX l(T6mol/L，5. OX l(T6mol/L 和 7. 0X l(T6mol/L ；插圖為膨脹石墨糊電極在低濃度(由內(nèi)到外依次為0. 0mol/L,5. 0X10_9mol/L,9. 0X10_9mol/L，I. OX l(T8mol/L，4. OX l(T8mol/L，7. OX l(T8mol/L)蘇丹紅 I 號的 BR 緩沖溶液中富集后的差分脈沖伏安曲線圖；圖2是蘇丹紅I號的氧化峰電流值與其濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但應(yīng)了解的是，這些實施例僅為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實施的限制。實施例I (I)膨脹石墨糊電極的制備通過化學(xué)氧化法制備膨脹石墨，準(zhǔn)確稱取質(zhì)量比為97:3的膨脹石墨和固體石蠟于燒杯中，在電爐上加熱使石蠟全熔，并攪拌使兩者混合均勻，冷卻至室溫后，將混合物填入玻璃管一端，另一端插入細(xì)銅棒實現(xiàn)電路連接；該電極可通過在空白電解質(zhì)中循環(huán)伏安掃描10圈實現(xiàn)電極的更新；(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
將步驟(I)得到的膨脹石墨糊電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉬片電極作為輔助電極，組成三電極體系；將該三電極體系置于含有不同濃度蘇丹紅 I 號(5. 0X l(T9mol/L，9. OX l(T9mol/L，1.0X l(T8mol/L，4. OX l(T8mol/L，7. OX l(T8mol/L, I. OX l(T7mol/L，3. OX l(T7mol/L，7. OX l(T7mol/L，I. OX l(T6mol/L，3. OX l(T6mol/L，5. OX l(T6mol/L 和 7. 0 X l(T6mol/L)的 0. 05mol/L pH 值為 3. 0 的伯瑞特-羅賓森(Britton-Robinson) BR緩沖溶液中，為了提高蘇丹紅I號的溶解度，可以在配制的溶液中加入適量的乙醇，于電位0. IV時攪拌富集300s，用去離子水沖凈；然后將該三電極體系置于0. 05mol/L的pH值為6. 0的BR緩沖溶液中，從0. 3V到0. 9V的電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖伏安法掃描，掃描參數(shù)為電位增量0. 004V ;振幅0. 05V ;脈沖寬度0. 05V ;脈沖周期0. 5s ;采樣寬度0. 02s ;靜置時間2s，得到膨脹石墨糊電極對蘇丹紅I號催化氧化的峰電流值，記錄I-E曲線，并讀出氧化峰電流值；所得數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計后，以蘇丹紅I號的濃度為橫坐標(biāo)，峰電流平均值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而獲得相應(yīng)的線性回歸方程1 (PA)=5. 03X 10_6C (mol/L)+0.310 (線性相關(guān)系數(shù)R=O. 997)，其中C為蘇丹紅I號的濃度，I為氧化峰電流值；(3)樣品的檢測稱取市售的辣椒醬、番茄汁產(chǎn)品2. OOg于具塞錐形瓶中，用乙醇超聲波萃取3次(每次IOmL,每次萃取IOmin),合并萃取液,用0. 45 y m的濾膜過濾后,取0. 5mL萃取液置于IOOmL容量瓶中，用pH為3.0的BR緩沖液定容至IOOmL ;按照與步驟(2)相同的電化學(xué)測試方法差分脈沖伏安法對待測樣品溶液進(jìn)行測試，以獲得氧化峰電流值，所得電流值用步驟(2)所得標(biāo)準(zhǔn)曲線所對應(yīng)的線性回歸方程計算出待檢測樣品中蘇丹紅I號的濃度。測定結(jié)果表明測得的氧化峰電流值為零，即所測樣品中不含有蘇丹紅I號。對樣品進(jìn)行加標(biāo)回收，分別取5mL、2mL、lmL濃度為I. 0 X 10_4mol/L的蘇丹紅I號標(biāo)準(zhǔn)溶液及
0.5mL辣椒醬或番茄汁萃取液，置于IOOmL容量瓶中，加入適量乙醇，用pH為3.0的BR緩沖液定容至IOOmL,三個辣椒醬樣品中蘇丹紅I號標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為I. 24mg/L，0. 50mg/L和0. 25mg/L,三個番茄汁樣品中蘇丹紅I號標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為I. 24mg/L, 0. 50mg/L和0. 25mg/L ;用制備的膨脹石墨糊電極做工作電極對上述的辣椒醬和番茄汁樣品進(jìn)行差分脈沖伏安法檢測，對應(yīng)的峰電流值分別% 24. 91 PA, 10. 27 u A，5. 49 u A，27. 62 u A，10. 67 PA, 5. 24 iiA，把每個峰電流值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計算得出蘇丹紅I號的濃度分別為
1.21mg/L,0. 49mg/L,0. 25mg/L, I. 34mg/L,0. 51mg/L,0. 24mg/L,計算加標(biāo)回收率并將本方法的檢測結(jié)果與HPLC檢測結(jié)果進(jìn)行對比，檢測結(jié)果如如表I所示。表I樣品加標(biāo)回收測定結(jié)果
加標(biāo)量測得值a相對標(biāo)準(zhǔn)偏差回收率 HPLC法測定結(jié)果a 樣品 (mg/L) (mg/L)(%)(%)(mg/L)
辣椒醬 I1.241.212.0097.81.30
辣椒醬 20.500.491.9099 00.50
辣椒醬 30.250.253.63103.00.24 fir/Hi I' I1.241.342.10108.61.24
20.500.511.43103.00
30.250.241.4198.00.24a為三次測定的平均值每個樣品平行測定3次的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于5%，說明本發(fā)明的方法實際測定時精密度好；加標(biāo)回收率在97. 89T108. 6%，說明該方法具有很好的準(zhǔn)確性和實用性。本方法的檢測結(jié)果與HPLC檢測結(jié)果基本一致，說明該方法具有很好的準(zhǔn)確性和實用性。本發(fā)明所用于檢測蘇丹紅I號的膨脹石墨糊電極，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性良好，電極在實驗前后可在空白BR緩沖溶液中利用循環(huán)伏安法從0. 3V掃描10圈至0. 9V來實現(xiàn)電極的更新，而且重復(fù)更新6次，測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2. 28%，說明電極具有良好的重現(xiàn)性。電極立即檢測與放置21天再進(jìn)行檢測的結(jié)果比較，蘇丹紅I號的氧化峰電流值僅降低到95. 7%，表明電極的穩(wěn)定性很好?；谏鲜鰷y驗結(jié)果，可以看到，本發(fā)明的電化學(xué)檢測蘇丹紅I的方法檢測限低，靈敏度高，操作簡單，能夠?qū)悠分刑K丹紅I號進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析。上述較佳實施例僅用于說明本發(fā)明的內(nèi)容，但這并非是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以做出相應(yīng)的調(diào)整和變型，因此所有等同替換或等效變型的方式形成的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法，其特征在于該方法是按以下步驟進(jìn)行的 (1)膨脹石墨糊電極的制備 通過化學(xué)氧化法制備膨脹石墨，然后準(zhǔn)確稱取質(zhì)量比為97:3的膨脹石墨和固體石蠟于燒杯中，在電爐上微熱使石蠟全熔，并攪拌使兩者混合均勻，冷卻至室溫后，將混合物填入玻璃管的一端，另一端插入細(xì)銅棒實現(xiàn)電路連接； (2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 將步驟(I)得到的膨脹石墨糊電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉬片電極作為輔助電極，組成三電極體系；將該三電極體系置于含有不同濃度蘇丹紅I號的 0. 05mol/L伯瑞特-羅賓森BR緩沖溶液中，于電位0. IV時攪拌富集300s，用去離子水沖凈；然后將該三電極體系置于0. 05mol/L BR緩沖溶液中，在0. 3V到0. 9V的電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖伏安法掃描，記錄I-E曲線，并讀出氧化峰峰電流值；所得數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計后，以蘇丹紅I號的濃度為橫坐標(biāo)，峰電流平均值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而獲得相應(yīng)的線性回歸方程； (3)樣品的檢測 將樣品進(jìn)行萃取，過濾后置于0. 05mol/L的BR緩沖溶液中，按照與步驟(2)相同的電化學(xué)測試方法，差分脈沖伏安法對待測樣品溶液進(jìn)行測試，以獲得氧化峰電流值，所得電流值用步驟(2)所得標(biāo)準(zhǔn)曲線所對應(yīng)的線性回歸方程計算出待檢測樣品中蘇丹紅I號的濃度。
2.如權(quán)利要求I所述的一種檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法，其特征在于步驟(2)中所述的不同濃度蘇丹紅I號的濃度分別為5. OX 10_9mol/L，9. OX 10_9mol/L，I. OX 10_8mol/L, 4. 0 X l(T8mol/L，7. OX l(T8mol/L，1.0X l(T7mol/L，3. OX l(T7mol/L，7. OX l(T7mol/L，1.0X l(T6mol/L，3. OX l(T6mol/L，5. OX l(T6mol/L 和 7. 0 X l(T6mol/L。
3.如權(quán)利要求I所述的一種檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法，其特征是，所述的BR緩沖溶液在富集時PH值為3. 0，電化學(xué)方法即差分脈沖伏安法檢測時pH值為6. O。
4.如權(quán)利要求I所述的一種檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法，其特征是，步驟(2)和步驟(3)中所述的差分脈沖伏安法的參數(shù)為電位增量0. 004V ;振幅0. 05V ;脈沖寬度0. 05V ；脈沖周期:0. 5s ;采樣寬度0. 02s ;靜置時間2s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測蘇丹紅I號的電化學(xué)方法，首先分別將工作電極膨脹石墨糊電極、參比電極飽和甘汞電極、輔助電極鉑絲電極置于含有不同濃度蘇丹紅I號的pH為3.0的BR緩沖溶液中，于電位0.1V時攪拌富集300s，靜置30s后，用去離子水沖凈；然后將該三電極體系置于pH為6.0的BR緩沖溶液中，在0.3V到0.9V的電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖伏安法掃描，得到蘇丹紅I號的氧化峰電流值，該氧化峰電流值與蘇丹紅I號的濃度具有良好的線性關(guān)系，再按照同樣的方法測得樣品溶液的氧化峰電流值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和相應(yīng)的線性回歸方程得到樣品中蘇丹紅I號的濃度，該方法操作簡單，方便快速，檢測成本低，靈敏度高、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好，同時實現(xiàn)了對蘇丹紅I號的直接檢測。
文檔編號G01N27/30GK102749380SQ20121024694
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者張靜, 王文昌, 王美玲, 陳智棟 申請人:常州大學(xué), 常州江工闊智電子技術(shù)有限公司