超高效合相色谱和超高效液相色谱测定饲料中的5种非法添加染料方法的比较

刘 静 黄文氢 张明森

(中国石化北京化工研究院，北京 100013)

超高效合相色谱和超高效液相色谱测定饲料中的5种非法添加染料方法的比较

刘 静 黄文氢 张明森

(中国石化北京化工研究院，北京 100013)

通过应用超高效合相色谱(UPC2)和超高效液相色谱法(UPLC)对饲料中5种非法添加的苏丹红类染料测定的参数进行比较，为此类染料分析检测方法的选择提供参考。分别应用UPC2和UPLC对染料分析检测条件进行优化，对这两种方法的灵敏度、线性相关性、稳定性和加标回收率等参数的测定结果进行比较。UPLC对苏丹红Ⅰ、苏丹红Ⅱ、苏丹红Ⅲ、苏丹红Ⅳ和溶剂黄2的最低检出限为0.04 mg/L，比UPC2测定时有更高的灵敏度；UPLC检测较UPC2有更好的线性相关性；当染料浓度低于10.0 mg/L时，UPLC对染料进行测定有很好的稳定性；当浓度高于10.0 mg/L时，两种测定方法的稳定性相当；UPC2方法中5种染料在3 min内实现基线分离，与UPLC相比方法更加高效快速，可用于饲料中该类染料的快速分析检测。

超高效合相色谱 超高效液相色谱 非法染料 饲料

长期以来，食物的颜色一直是人们感知食物质量的一个重要因素。生产商为了提高产品质量，往往向其中加入额外的合成染色剂。合成染料除了作为食品添加剂，我国农业部颁布的《饲料添加剂目录》也规定了某些染料可以作为饲料添加剂，主要用于宠物和观赏鱼等的饲料中。然而，由于可用性大，成本低和化学稳定性高，某些禁止的合成染料也常常被非法添加，苏丹红类染料即是其中之一。这类染料含偶氮基发色团，具有基因毒性和/或致癌活性，已经被世界癌肿瘤研究机构(IARC)列为第三类可能致癌物质[1]。

目前，针对苏丹红类染料的分离和检测方法主要是高效液相色谱(HPLC)分离与PDA检测器检测或更高灵敏度的质谱检测器检测[2-7]，但这类方法分离时间在30 min左右，耗时较长，难以实现快速分析的目的。与HPLC相比，超高效液相色谱(UPLC)采用亚2微米颗粒填料，分离效率更高，分离速度更快，一般在10 min内可实现几种苏丹红染料的分离[8-10]。除此之外，超临界流体色谱(SFC)也是一种可用于非法添加染料的快速分析方法[11]。超高效合相色谱(UPC2)与SFC原理相同，是Waters于2012年推出的新型分离技术[12]，该技术以超临界二氧化碳和少量助溶剂为流动相，黏度低、传质性好，分离速度快，可同时分析极性和非极性化合物，适用于多类化合物的分离检测。但是UPC2技术较新，与UPLC相比，针对非法添加剂检测的灵敏度及稳定性论著较少。本研究拟通过应用UPLC及UPC2对测定苏丹红非法添加剂的参数进行比较，为苏丹红检测方法的选择提供参考。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

超高效合相色谱仪(ACQUITY Ultra-performance Convergence ChromatographyTM，美国Waters公司)；超高效液相色谱仪(Acquity UPLC, 美国Waters公司)；超纯水器(Milli-Q，美国Millipore公司)；超声波清洗器(KQ5200E型，昆山市超声仪器有限公司)。

染料标准品(纯度>99%, 德国 Dr. Ehrenstorfer公司)：苏丹红Ⅰ，苏丹红Ⅱ，苏丹红Ⅲ，苏丹红Ⅳ，溶剂黄2。

试剂色谱纯：甲醇、乙腈、四氢呋喃(美国Fisher Scientific公司)。

高纯二氧化碳(纯度99.999%，北京市北温气体制造厂)。

1.2 标准溶液配制

单标标准溶液制备：分别准确称取5种染料样品20.00 mg，精确至0.01 mg，用四氢呋喃溶解并分别定容于50 mL容量瓶中，制成浓度为400 mg/L的单一标准储备液。

混标溶液储备液制备：分别准确移取2 mL单一标准储备溶液于10 mL容量瓶中，用四氢呋喃定容，制成浓度为80 mg/L混合标准液。以四氢呋喃为溶剂，采用逐级稀释法制备系列标准工作溶液，置于40C冰箱中冷藏保存。

1.3 样品前处理

称取10.0 g饲料样品置于具塞锥形瓶中，加入20 mL四氢呋喃后于超声波清洗器内进行超声萃取，萃取温度350C，萃取时间40 min。萃取完成后取上清液过0.22 μm有机滤膜后待测。

1.4 色谱条件

1.4.1 UPC2条件

色谱柱采用ACQUITY UPC2CSH Fluoro-Phenyl (100 mm×3.0 mm，1.7 μm)；柱温400C；流动相：A相为超临界二氧化碳，B相为甲醇/乙腈(1/1，v/v)；流速1.5 mL/min；流动相梯度洗脱程序：0～3 min内由2%B线性升至5%B，3～3.10 min内由5%B线性降至2%B，3.10～5 min内保持2%B；系统背压保持13.79 MPa；样品进样量1 μL；PDA检测波长2D为460 nm，3D为210～520 nm。

1.4.2 UPLC条件

色谱柱采用ACQUITY UPLC BEH Shield RP18 (100 mm×2.1 mm，1.7 μm)；柱温350C；流动相：A相为甲醇，B相为超纯水；流速0.3 mL/min；流动相梯度洗脱程序：0～3 min内保持80%A，3～3.01 min内由80%A线性升至100%A，3.01～6 min内保持100%A，6～6.01 min内由100%A线性升降至80%A，6.01～10 min内保持80%A；样品进样量1 μL；PDA检测波长2D为460 nm，3D为190～490 nm。

2 结果与讨论

2.1 5 UPC2和UPLC分离条件的优选结果

2.1.1 UPC2分离条件的优选结果

UPC2系统以非极性的超临界二氧化碳为流动相，通常加入助溶剂增强对目标物的溶解和洗脱能力，同时分离效果还受系统背压和温度的影响。经实验发现，助溶剂选择甲醇∶乙腈体积比为1∶1时分离效果最好，流速为1.5 mL/min，柱温400C，系统背压保持13.79 MPa，目标物分离结果见图1A。

2.1.2 UPLC分离条件的优选结果

5种染料的UPLC色谱图见图1B，经不同配比的甲醇和水的混合流动相分离目标物的结果比较，得出1.4.2节的梯度洗脱程序，流速0.3 mL/min，柱温为350C。

图1 染料的UPC2和UPLC色谱图

2.2 UPC2和UPLC检测灵敏度的比较

染料UPC2和UPLC检测灵敏度结果见图2。

图2 UPC2和UPLC的灵敏度比较

两者进样量均为1 μL，UPC2最小进样浓度为2.0 mg/L，UPLC最小进样浓度为0.1 mg/L。由图2看出，在进样量相同的条件下，UPLC的灵敏度要高于UPC2。

2.3 UPC2和UPLC的选择性比较

UPC2洗脱机理类似于正相色谱，但该技术也允

许使用某些传统反相色谱柱(如C18)，在分析极强的亲脂性化合物时可得到与反相色谱类似的保留特征，具有广泛选择性，几乎所有可溶于有机溶剂的化合物都可以使用UPC2进行分析。由图1B看出，在反相UPLC色谱中，随着目标物疏水性增强，保留时间变长。UPC2采用的是氟苯基键合的色谱柱，提供了与反相UPLC相同的保留顺序。

图3显示了5种染料在两种系统中的保留因子(k)的关系。实验表明，在1.4节条件下，目标物在UPC2与UPLC系统下的保留因子大致相同。

图3 UPLC和UPC2中5种染料的保留因子(k)对应关系

2.4 UPC2和UPLC分离的相关性比较

UPC2和UPLC检测的相关性见表1，在浓度范围为0.1～40.0 mg/L时，5种染料在UPLC系统峰面积与浓度呈线性相关，线性相关系数均大于0.9998。UPC2系统中溶剂黄2线性范围在4.0～40.0 mg/L，其他几种目标物线性范围在2.0～40.0 mg/L。上述结果说明两种方法均有良好线性，且UPLC检测较UPC2有更好的线性相关性。

表1 UPC2和UPLC检测方法线性结果

2.5 UPC2和UPLC检测的稳定性比较

实验考察了两种方法在0.5 mg/L、2.0 mg/L、10.0 mg/L和20.0 mg/L 4个浓度下的稳定性，表2显示了重复测定5次时不同浓度目标物峰面积的相对标准偏差RSD(%)。实验发现，在较低浓度<2.0 mg/L时，UPC2系统稳定性明显低于UPLC，在浓度较高时(>10.0 mg/L)两者稳定性大致相当，但UPLC系统仍略好。

表2 UPC2和UPLC检测方法稳定性结果 %

2.6 UPC2和UPLC检测中的添加回收实验结果比较

色素在UPC2及UPLC检测中的添加回收实验结果见表3，添加回收操作见1.3节。由于采用相同的加标回收方法，两种方法所得的加标回收率结果相差不大，在3个浓度下均满足加标回收要求，说明两者都适合于饲料中染料的回收测定。

表3 UPC2和UPLC检测检测中的添加回收实验结果 %

3 结论

通过对5种染料的UPC2和UPLC方法比较，发现UPLC检测比UPC2检测具有更高的灵敏度，同时UPLC的稳定性也优于UPC2。但是，UPC2在3 min内可完成检测，检测时间要远少于UPLC，同时UPC2流动相为超临界二氧化碳，可以节约成本且更绿色环保。综上所述，UPC2是一种较新的检测方法，在一定程度上弥补了UPLC的不足，在满足灵敏度和稳定性要求的前提下，为饲料中苏丹红类染料检测提供了一种较为简便快捷的方法。

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[12]徐永威. 现代仪器, 2012, 18(5): 45-48.

信息简讯

核磁共振成像仪(MRI)用超导线材批量制备技术取得突破

近日，由西北有色金属研究院等单位承担的863课题“高性能MRI用超导线材批量化制备技术(2014AA032701)”通过技术验收。

超导MRI具有磁场强度高、无放射危害、图像分辨率高等优势，是目前全球医疗影像领域的主流高端装备，也是超导材料最主要的应用领域之一。NbTi超导线材性能不断提升促进了商用液氦浸泡冷却MRI系统成本不断降低，MgB2超导线材的快速发展使无冷却介质的移动式、开放式制冷机制冷MRI成为国际技术发展前沿。但是在2016年之前，MRI用超导线材长期被LUVATA、OXFORD等跨国公司垄断，导致我国超导MRI用线材长期处于完全依赖进口的状态，严重制约我国自主超导MRI装备产业的发展。

该课题突破了高均匀合金熔炼、导体结构设计、粉末装管法线材塑性变形控制、高尺寸精度线材加工、磁通钉扎控制和线材绝缘等MRI用超导线材制造核心技术，获得具有完全独立知识产权的超导MRI用NbTi和MgB2超导线材批量化制备技术并实现量产。量产单根万米级NbTi线材临界电流密度超过3410 A/mm2 (4 T，4.2 K)，单根千米级MgB2线材临界电流密度超过21400 A/cm2 (3T，20 K)，均达到国际先进水平。建成我国首条年产能400吨的MRI用超导线材生产线，相关产品已为美国通用电气(GE)、德国西门子等全球主要医疗影像仪供应商实现供货，并在中科院电工所、宁波健信等国内超导MRI系统研发中获得应用。

(科技部)

Determination of five illegal dyes in feed by UPC2and UPLC.

Liu Jing, Huang Wenqing, Zhang Mingsen

(SINOPEC Beijing Research Institute of Chemical Industry, Beijing 100013, China)

UPLC had higher sensitivity and better linearity than UPC2. When the concentrations of 5 illegal dyes were lower than 10.0 mg/L, UPLC had better stability than UPC2, but the similar stabilities were observed when the concentrations were higher than 10.0 mg/L. In UPC2method, 5 illegal dyes colud be separated in 3 minutes by UPC2, and full baseline separation was achieved. UPC2was simple and time-saving, and could be used for the rapid determination of the illegal dyes in feed.

UPC2; UPLC; illegal dyes; feed

基金项目：农业部公益性行业科研专项经费资助项目资助。

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.04.020

2017-02-10

刘静，女，1984年出生，博士，研究方向：色谱分析，E-mail: liuj.bjhy@sinopec.com。