专利名称：亲水性离子液体双水相体系测定环境中残留红霉素的方法
技术领域：
本发明涉及环境工程和分析化学的环保技术领域，涉及一种亲水性离子液体双水 相体系测定环境中残留红霉素的方法，该方法操作简便，准确率高。
背景技术：
食品安全中暴露的问题已日益受到人们的广泛关注。国内外食品安全恶性事件连 续不断发生，不仅给人民的生命财产带来了巨大的损失，同时也造成了及其恶劣的社会影 响。不论是在世界范围内连续发生的二噁英、疯牛病、大肠杆菌等食品安全恶性事件。还是 我国频发的食品安全事件，例如奶粉中加入三聚氰胺、用致癌物质苏丹红对食品进行染色、 销售被黄曲霉素污染的大米等事件；无论是在发达国家，还是在发展中国家，食品安全问题 已经成为了一个全球性、具有重大危害的环境污染问题。有害物质的检测是保障食品安全的重要措施之一，食品安全检测具有如下特点 被测样品涵盖肉类、蛋、奶、水产品等，这些物质都是成分和结构非常复杂的有机物，其中包 括许多对检测有干扰的物质；有毒有害物质种类和组分繁多；检测物质含量浓度常为μ g， ng级甚至pg级；需要做快速、简便的定性、定量检测。常常涉及衍生物和降解物的检测，需 要区别同位异构体以及元素的价态。鉴于食品安全对人类所具有的重大影响，与世界上许多国家一样，我国也加强了 食品安全工作的重视。然而我国在食品残留有害物质的检测方面还刚刚起步，在分析仪器、 检测方法、分离测定、数据处理和质量控制等方面还存在很多问题，面临着食品中有害物质 的残留量低，检出困难，现有分析方法的灵敏度不够，样品基质对有害物质测定存在干扰， 大型仪器价格昂贵、难以普及等困难。如何采取有效的方法对食品中残留的污染物质进行检测已成为当务之急。抗生素 类药物在临床、养殖业和农业中的大量使用，一方面会通过动物体内残留的转移到人体，另 一方面动物、禽类产生的耐药菌也会传播给人类，给人类的健康和生存带来严重危胁，对环 境中残留抗生素的分析、迁移、细菌抗药性等方面的研究已成为环境化学家关注的热点。因此，建立高效、灵敏的抗生素检测方法对于保障食品安全至关重要。关于残留抗 生素的测定目前主要采用的分析方法受到残留污染物含量低、检测难的局限。对环境中痕 量/超痕量的抗生素药物的分析，制约性难题是样品的预处理技术。传统挥发性有机化合物主要用于分析样品的预处理过程中，存在富集效率低，选 择性差，容易引入基质的杂质，样品难以得到纯化等问题，同时溶剂本身又会造成二次污 染。研究新型、绿色的替代溶剂-离子液体，探讨其萃取分离抗生素的性质、机理及应用，不 论是对于保障食品安全还是减少挥发性有机物污染，都有非常重要的意义。离子液体双水相作为近几年来出现的一种新型绿色分离体系该体系，具有分相时 间短、粘度低、萃取过程不易乳化且离子液体可以回收利用等优点而受到越来越多的关注。 此外，离子液体双水相体系两相的主要成分都是水，使得其具有生物活性分子所需要的温 和环境，在萃取分离生物物质上具有广阔的应用前景。

发明内容
针对现有的残留红霉素检测方法中存在的灵敏度低，选择范围单一，准确性差的 缺点，本发明的目的在于，提供一种亲水性离子液体双水相体系测定环境中残留红霉素的 方法，该方法可以提高残留红霉素测定的准确性，同时能具有操作简便，不使用大型仪器， 减少使用有机挥发性溶剂带来的二次污染。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案一种亲水性离子液体双水相体系测定环境中残留红霉素的方法，其特征在于，该 方法采用由1. 5g的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体和IlgNaH2PO4形成的双水相 萃取体系，在红霉素水溶液中加入该双水相萃取体系，在303. 15K的温度下，在恒温振荡器 中振荡萃取至少一次，萃取时间为2h，萃取后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素 的浓度，由萃取前后水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。
本发明的方法对红霉素萃取率为99. 31%，具有线性范围宽，检出限低，相对标准 偏差较小，对样品的测定回收率高的特点。既能满足国家对于残留红霉素的检出要求，同时 操作较为简单，适用于食品中残留的微痕量红霉素的定量分析。


图1是NaH2PO4浓度对双水相体系形成的影响关系2是NaH2PO4浓度的影响关系3是1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用量的影响关系图；图4是温度的影响关系图；图5是萃取时间的影响关系图；图6是萃取次数的影响关系图；图7是离子液体重复利用次数的影响关系图；以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式本发明在对现有红霉素测定方法研究基础之上，通过一系列的实验，最终采用以 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([Bmim]BF4)与NaH2PO4形成的双水相萃取体系 作为萃取溶剂，富集环境中残留红霉素，是一种红霉素的定量分析方法。参见图1 7，其中图1是NaH2PO4浓度对双水相萃取体系形成的影响关系图；其中，横坐标表示 NaH2PO4浓度，纵坐标表示双水相萃取体系中两相的体积分数。随着体系中NaH2PO4浓度的 增加，轻相水相的体积逐渐减少，下相离子液体相的体积逐渐增加。两相体积一开始随着 NaH2PO4的浓度的增大变化不明显，当NaH2PO4的浓度在20% 25%时，出现一个突变的分 相点，此后随着NaH2PO4的浓度的增大，两相体积基本保持不变。图2是NaH2PO4浓度的影响关系图；其中，横坐标表示NaH2PO4浓度，纵坐标表示萃 取率。随着体系中NaH2PO4浓度的增加，红霉素的萃取率呈先增大后减小的趋势。离子液 体双水相体系中，当NaH2PO4浓度过小，溶液为单一液相时，红霉素的萃取率以0%计。在[Bmim]BF4/NaH2P04形成的双水相体系中，NaH2PO4的浓度在20% 25%时，红霉素的萃取 率随NaH2PO4浓度的增加而增加，此时萃取率最大可以达到87. 9%。当NaH2PO4的浓度超过 30%时，红霉素的萃取率略有下降。图3是1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用量的影响关系图；其中，横坐标表示1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([Bmim]BF4)用量，纵坐标表示萃取率。 红霉素的萃取率随着离子液体的用量的增加而增大，在[Bmim]BF4/NaH2P04B成的双水相萃 取体系中，当[Bmim]BF4加入量超过1. 5g时，红霉素的萃取率有下降的趋势。图4是温度的影响关系图；其中，横坐标表示温度，纵坐标表示萃取率，随着温度 的升高，红霉素的萃取率随温度的升高而降低。对于[Bmim]BF4/NaH2P04双水相萃取体系，随 着温度的升高，红霉素的萃取率下降，当温度超过323. 15K，萃取达到平衡。在303. 15K时， [Bmim]BF4/NaH2P04双水相萃取体系对红霉素的萃取率接近90%。因此，离子液体双水相萃 取红霉素在室温下进行即可达到良好的效果。图5是萃取时间的影响关系图；其中横坐标表示时间，纵坐标表示萃取率，离子液 体双水相体系对红霉素的萃取率随着时间的增加先增大后减小。在[Bmim]BF4/NaH2P04形 成的双水相萃取体系中，超过2h时，萃取率随时间的延长基本保持不变，萃取达到平衡。图6是萃取次数的影响关系图；[Bmim]BF4/NaH2P04形成的离子液体双水相萃取体 系对红霉素的萃取率随萃取次数的增多而增大。萃取次数超过3次后，[Bmim]BF4/NaH2P04 形成的双水相萃取体系对红霉素的萃取率可超过98%。图7是离子液体重复利用次数的影响关系图；其中横坐标表示利用次数，纵坐标 表示萃取率，随着1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体的重复利用次数增多，红霉素的 萃取率略有下降，当[Bmim]BF4重复利用超过5次，对红霉素的萃取率下降约50%。因此， 在红霉素的萃取过程中，1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的重复利用次数不应超 过3次。以下是发明人给出的具体实施例。实施例1 取1. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中， 加入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg的NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温 振荡器中振荡萃取2h后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后 水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。实施例2 取1. 5g的1- 丁基基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中， 加入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg的NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温 振荡器中振荡萃取2h后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后 水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。实施例3 取2. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中， 加入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg的NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温 振荡器中振荡萃取1. 5h后静置，待分相清晰后。测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前 后水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。
实施例4 取1. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中， 加入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg的NaH2PO4，充分混勻。35°C下在恒温 振荡器中振荡萃取2h后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后 水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。实施例5 取1. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中， 加入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温振 荡器中振荡萃取3h后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后水 相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。实施例6:取1. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中，加 入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温振荡 器中振荡萃取2h后静置，将离子液体和水相分开后，在水相中再加入1.5g的1-丁基-3-甲 基咪唑四氟硼酸盐离子液体，重复萃取1次。萃取2h后静置，测定水相中剩余红霉素的浓 度，由萃取前后水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。实施例7 取1. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中，加 入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg NaH2PO4,充分混勻。25°C下在恒温振荡器 中振荡萃取2h后静置，将离子液体和水相分开后。在水相中再加入1. 5g的1- 丁基-3-甲 基咪唑四氟硼酸盐离子液体，如此重复萃取2次。测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前 后水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。实施例8 取1. 5g的1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体，置于60ml具塞锥形瓶中，加入3ml红霉素标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg的NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温 振荡器中振荡萃取2h后静置，将离子液体和水相分开后，在离子液体相中加入3ml红霉素 标准溶液和25. Oml蒸馏水，加入Ilg NaH2PO4，充分混勻。25°C下在恒温振荡器中振荡萃取 2h后，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后水相中红霉素的含量计算 红霉素的萃取率。
权利要求
一种亲水性离子液体双水相萃取体系测定环境中残留红霉素的方法，其特征在于，该方法由1.5g的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体和11g的NaH2PO4构成离子液体双水相萃取分离体系，在红霉素水溶液中加入该离子液体双水相萃取体系，在298.15K的温度下，在恒温振荡器中振荡萃取至少一次，萃取时间为1.5h～3h，萃取后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。
全文摘要
本发明公开了一种亲水性离子液体双水相体系测定环境中残留红霉素的方法，该方法由1.5g的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([Bmim]BF4)和11g的NaH2PO4构成离子液体双水相体系，采用该萃取体系至少萃取一次，每次2h，萃取后静置，待分相清晰后，测定水相中剩余红霉素的浓度，由萃取前后水相中红霉素的含量计算红霉素的萃取率。该方法对红霉素的萃取率可达99.31％。具有线性范围宽，检出限低，相对标准偏差较小，对样品的测定回收率高的特点。既能满足国家对于残留红霉素的检出要求，同时操作较为简单，适用于食品中残留的微痕量红霉素的定量分析。
文档编号G01N1/34GK101832992SQ201010151810
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者关卫省, 李宇亮 申请人:长安大学