聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法与流程

本发明涉及一种样品前处理方法，特别涉及一种聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法。

背景技术：

聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯及其衍生物等作为一类高分子聚合物具有制备简单，价格低廉，较好的热和化学稳定性等优点。

分散相固相萃取技术(D-SPE)是近几年在固相萃取的基础上发展而来的一种新型固相萃取技术，该技术是通过目标分析物在固-液两相中的分配来实现萃取。将固体吸附剂均匀分散于样品溶液中，待测物通过一定的机械作用(涡旋、离心或振荡等)在两相之间实现分离富集。该方法因待测物在两相之间接触面积大，同时具有外加作用力，故该方法具有快速的萃取动力学，通常在数分钟内就可以实现样品中目标分析物的分离和富集，有利于大批量的样品处理。D-SPE技术因具有的绿色、高效、简单等优点，在国际上又被誉称为“QuEChERS”技术(quick,easy,cheap,effective,rugged and safe)。

人工色素，为一种食品添加剂，是人工合成的一种色素。其种类包括胭脂红、日落黄、靛蓝、柠檬黄等。人工色素是为了促进人们的食欲，提高食品的商品价值而使食品着色的一类食品添加剂。但最近研究表明，婴少儿因处于生长发育期，体内藏器功能比较弱，对化学物质敏感，若过多的进食合成色素的食品，会影响神经系统的冲动传导，刺激大脑神经而出现躁动、情绪不稳、注意力不集中、自制力差、思想叛逆、行为过激等症状。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法，操作简单，处理速度快，水溶性人工合成色素去除彻底。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法，将含有水溶性人工合成色素的样品溶液调整pH至≤7，向样品溶液中加入聚苯胺颗粒，涡旋高速震荡1min后，离心，PTFE滤膜过滤除去聚苯胺颗粒。

本发明首次利用聚苯胺与分散相固相萃取技术联用的方法去除样品中水溶性人工合成色素，操作简单，速度快，水溶性人工合成色素去除彻底。

本发明先将样品溶液调整pH至≤7，从而能提高聚苯胺颗粒对于色素的去除效果，去除快速、彻底。整个处理过程只需要短短的10几分钟就可完成，时间短，效率高。

作为优选，所述聚苯胺颗粒的合成步骤如下：4.5mL苯胺和100mL 2mol/L的盐酸水溶液依次加入至三口烧瓶中，搅拌10min后逐滴加入过硫酸铵水溶液，并在室温条件下搅拌6h，反应结束后，依次用2mol/L的盐酸和蒸馏水进行清洗和抽滤，将固体产物置于60℃真空干燥箱内24h，得到墨绿色的聚苯胺颗粒。通过本发明设计的方法合成的聚苯胺颗粒，性能及颗粒大小合适，适用于水溶性人工合成色素去除彻。

作为优选，过硫酸铵水溶液为4.47g过硫酸铵溶于30mL蒸馏水而得。

作为优选，每4-30mL样品溶液中加入10mg聚苯胺颗粒。

作为优选，涡旋高速震荡速度为200-300rmp。

作为优选，所述离心为4000-5000转/min离心10min。

作为优选，所述水溶性人工合成色素胭脂红、苋菜红、柠檬黄和苋菜黄中的一种或几种。

本发明的有益效果是：操作简单，处理速度快，水溶性人工合成色素去除彻底。

附图说明

图1是聚苯胺显微红外光谱图。

图2是胭脂红色素经本发明的方法处理前后对比图(左为处理前，右为处理后)。

图3是苋菜红色素经本发明的方法处理前后对比图(左为处理前，右为处理后)。

图4是柠檬黄色素经本发明的方法处理前后对比图(左为处理前，右为处理后)。

图5是日落黄色素经本发明的方法处理前后对比图(左为处理前，右为处理后)。

图6是四种混合色素经本发明的方法处理前后对比图(左为处理前，右为处理后)。

图7是四种混合色素经本发明的方法处理前后液相色谱对比图。1,2,3,4保留时间分别对应的是柠檬黄，苋菜红，胭脂红和日落黄，浓度为5ppm。

图8是实际样品经本发明的方法处理前后对比图，其中(a)芬达菠萝味汽水经本发明的方法处理前后对比图；(b)美年达橙味汽水经本发明的方法处理前后对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1：

一种聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法，将含有水溶性人工合成色素(胭脂红、苋菜红、柠檬黄和苋菜黄中的一种)的样品溶液调整pH＝7，向20mL样品溶液中加入50mg聚苯胺颗粒，涡旋高速震荡(200rmp)1min后，4000转/min离心10min，PTFE滤膜过滤除去聚苯胺颗粒。

所述聚苯胺颗粒的合成步骤如下：4.5mL苯胺和100mL 2mol/L的盐酸水溶液依次加入至三口烧瓶中，搅拌10min后逐滴加入过硫酸铵水溶液(4.47g过硫酸铵溶于30mL蒸馏水)，并在室温条件下搅拌6h，反应结束后，依次用2mol/L的盐酸和蒸馏水进行清洗和抽滤，将固体产物置于60℃真空干燥箱内24h，得到墨绿色的聚苯胺颗粒。

实施例2：

一种聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法，将含有水溶性人工合成色素(胭脂红、苋菜红、柠檬黄和苋菜黄的混合物)的样品溶液调整pH＝5，向150mL样品溶液中加入50mg聚苯胺颗粒，涡旋高速震荡(300rmp)1min后，5000转/min离心10min，PTFE滤膜过滤除去聚苯胺颗粒。

聚苯胺颗粒的制备同实施例1。

实施例3：

一种聚苯胺与分散相固相萃取技术联用去除样品中水溶性人工合成色素的方法，将含有水溶性人工合成色素(胭脂红、苋菜红、柠檬黄和苋菜黄的混合物)的样品溶液调整pH＝6，向100mL样品溶液中加入50mg聚苯胺颗粒，涡旋高速震荡(300rmp)1min后，4000转/min离心10min，PTFE滤膜过滤除去聚苯胺颗粒。

聚苯胺颗粒的制备同实施例1。

对合成的聚苯胺进行显微红外光谱表征，从图中1可以看到，1635cm^-1吸收峰为N-H伸缩振动峰，1382cm^-1吸收峰为C-N伸缩振动峰，1050cm^-1吸收峰为Ph-N-Ph特征吸收峰。这些数据表明聚苯胺的合成成功。

利用本发明的方法进行试验：

选取胭脂红、苋菜红、柠檬黄和苋菜黄四种常见的人工色素作为目标分析物来检验方法对色素的提取性能。本发明对含有各种色素的水溶液进操作，操作条件为:中性溶液，图2-图5分别为内含10ppm胭脂红的水溶液、10ppm苋菜红的水溶液、10ppm柠檬黄的水溶液和10ppm苋菜黄的水溶液在本发明的方法处理后的实物颜色对比图。图6为内含10ppm胭脂红、10ppm苋菜红、10ppm柠檬黄和10ppm苋菜黄4种色素混合的水溶液在经本发明的方法处理后的实物颜色对比图。从图2-图6可以看到，通过本发明的方法处理后，4种单一色素和混合色素都得到很好的吸附，肉眼上几乎没有色素残留。

在以上目视的基础上，同时对实验结果进行了色谱分析，同时将含有四种色素的标准溶液(5ppm)的样品在本发明的方法处理，并用HPLC-DAD进行色谱分析。实验结果如下：从图7中可以看出经过本发明的方法处理后，保留时间分别为8.1min,9.1min,12.8min和16.9min的四个色素的标准物质峰均未出出现。由此可见，聚苯胺基本对色素实现了完全萃取，效果良好。

实际样品分析

选取市场上市售的两种色素饮料(芬达和美年达)作为实际样品，用来分析方法的实际提取能力。分别从两种色素的产品说明，可以看到其均含有合成色素：美年达橙味汽水含有日落黄、柠檬黄和胭脂红三种水溶性色素；芬达菠萝汽水含有柠檬黄和日落黄两种水溶性色素。对这两种饮料进行了本发明的方法处理，结果如图8所示，实际样品中色素基本上均提取完毕。

本发明的方法操作简单，成本低廉，样品处理耗时较短。从实验结果来看，该方法对色素的吸附效果良好，对溶液中色素的去除具有良好的应用前景。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。