第1篇:分析化学与食品、药品安全
生活离不开化学,遍观周围,几乎每件事物都与化学有关。化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学,自有人类以来就开始了对化学的探索,有了人类就会对化学有所需求。化学作为一门庞大的知识体系,能用来解决人类面临的问题,满足社的需要,对人类社会做出贡献。而当中的分析化学能够让我们透过表面看到本质,带着我们去了解更多的发生在身边的事情。
社会的发展离不开人类的发展,人类的发展离不开人的生存,而人的生存离不开化学。没有化学的变化,就没有地球上的生命,也就更不会有人类。化学创造了人类,创造了美丽的地球。化学作为一门庞大的知识体系,能用来解决人类面临的问题,满足社的需要,对人类社会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志,深刻的影响着人类社会的发展。
1我们的日常生活离不开化学
21世纪更多的人们追求健康的生活,但是全球及我国接连不断发生的恶性食品、药品安全事故却引发了人们对食品安全的高度关注,比如:奶粉里出现了三聚氰胺,食用油里出现地沟油,用淀粉冒充“胃康灵”,用生理盐水充当抗肿瘤药物,人们种植有毒的生姜,含镉的大米,以及用二氧化硫漂白各种药材等等,它比将会直接影响到人们的健康。食品安全、药品的安全问题关系到全人类的生活、生存、延续,是人类发展的一个重要课题。
那么,是什么为我们在这个充斥着有毒有害食品、假药的市场拨开层层迷雾,看清事物的本质?这就是分析化学。分析化学就像人们的“眼睛”,作用在于它能帮助人们发现生活中对人们有益处但是被人们忽略的东西,我们可以通过分析化学掌握食品、药品的含量、成份等,比如奶粉里含有的三聚氰胺;蔬菜上残留的农药;含镉的大米及水质、土壤、大气检测等,这些都能让我们更加深刻的了解到分析化学在我们生活中的重要作用,也让我们学会了在生活中学会用分析化学的方法去处理事情。它在实现我国工业,农业,国防和科学技术现代化的进程中发挥着不可或缺的作用。
2分析化学所包含的内容
2.1分析化学的定义:分析化学是研究物质化学成分的表征和测量的科学(分析化学是人们获得物质化学组成、含量和结构信息的科学)。化析化学为其他学科研究提供物质组成、结构、形态、含量等信息,是这些学科发展的数据源。
2.2分析化学的任务:是确定物质的化学组成,测量各组成的含量以及表征物质的化学结构。
2.3分析化学的作用:是产品质量检测、环境分析、刑事侦破等。
2.4分析化学的分类:
(1)定性分析和定量分析:定性分析的是鉴定物质是由哪些元素或化合物所组成的;定量分析的则是测定物质中有关组成的含量。
(2)根据试样的用量及操作方法不同,常量分析,半微量分析、微量分析和超微量分析;在无机定性化学分析中,一般采用半微量操作法,而在经典定量化学分析中,一般采用常量操作法。还有仪器分析、快速分析、滴定分析等
3分析化学与食品、药品的质量检测
下面我举几个例子:
其一、2008年“三鹿”奶粉里含三聚氰胺的事件。检测部门评判奶粉的质量的一个依据就是奶粉中蛋白质含量的多少。采用的是间接测定都氧化(凯氏定氮法),即用浓硫酸处理奶粉使其中的蛋白质都消化分解转化为铵盐再转化为氨水、氯化铵,然后再根据酸碱滴定原理测得氮的含量转化为蛋白质的含量即可。由于在测定的过程中测定的是氨的含量而不是直接测得的蛋白质含量,向奶粉中加入三聚氰胺(氮含量66.6%)而牛奶蛋白质的含氮率仅约16%,但是我们知道三聚氰胺进入体内后不能被代谢,而是从尿液中原样排出,久而久之就会引发肾结石,“三鹿”事件给了我们一个教训。那么凯氏定氮法就不能用了吗?当然不是,只要多一道步骤即可:先用三氯乙酸处理样品,三氯乙酸能让蛋白质形成沉淀,过滤后,分别测定沉淀和滤液中的氮含量,就可以知道蛋白质的真正含量和冒充蛋白质的氮含量。只是多一个步骤,分析化学的方法就显现出了它的真正的实际用途。
其二、蔬菜农药残留的检测。
农药残留分析是指对待测样品中的微量农药残留进行定性、定量分析,提供农药在农作物上的残留动态和最终残留。我国是一个农业大国,在所使用的农药中,杀虫剂占农药总用量的70%,其中有机磷杀虫剂占70%,其中剧毒的杀虫剂又占70%,我国受农药污染的耕地约1600万公顷,污染状况非常严重。
农药残留主要是有机磷杀虫剂,它存在于农作物中。目前,应用于有机磷农药检测的方法主要有:光谱法、色谱法、免疫分析法、化学发光法和生物传感法等。比如由酶抑制法测定蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量是快速检验方法之一,由于酶可催化靛酚乙酸酯(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色),有机磷或氨基甲酸脂类农药对胆碱酯酶有抑制作用,使催化、水解、变色的过程发生改变,由此可判断出样品中是否含有有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。
其三、阿司匹林肠溶片的检测
阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药,阿司匹林肠溶片的主要成分为2-(乙酰氧基)苯甲酸。在化学实验过程中我们可以分三步进行:第一、利用质谱法确定其分子式及结构组成,确认其主要成分为阿司匹林,也就是测定它的组成;第二、利用阿司匹林遇三氯化铁显色对其定性鉴别;第三、利用酸碱滴定法确定阿司匹林的含量;第四、测定阿司匹林的释放度以及游离水杨酸的含量,这样可以测得的释放量应为标示量的70%。以上事例充分说明分析化学在生活中的作用,分析化学可以利用高端的仪器,精密的测量方法,将其眼睛作用发挥的淋漓尽致,让那些不法制造假药、掺假的生产商逃不出药监局的法眼。而与此同时,分析化学除了在药监方面不可或缺,还在科学技术、经济建设、医疗、食品卫生事业等各个方面发挥着重大作用。
4分析化学在某些食品检测中出现的尴尬
2011年,公安部破获一起横跨多省的特大地沟油制售食用油案,警方查获了大量地沟油,但送检的10个样品中,居然只有两个样品被检出不合格。由于地沟油来源复杂,混入的成分不一致,且经水洗、蒸馏、脱色等加工处理后,或与食用植物油掺兑后,已很难通过感官分析和一些理化指标进行区分。如果想通过对地沟油进行过氧化值指标的检测,那么由于过氧化物易遇热分解,油脂加热后过氧化值比加热前反而更低,因此常规性检测指标只能判定油脂优劣,无法判定是否为地沟油。地沟油最大的问题是致癌的黄曲霉素,虽然目前的技术能够检测出黄曲霉素,但并不是每一种地沟油里黄曲霉素都超标。北京食品安全监控中心的检测人员花了将近3个月时间,综合运用色谱分析、光谱分析、理化分析及基因鉴定技术等现代分析测试手段,先后对80余个技术指标进行了全方位的筛选才确定的。狡猾的地沟油却如同披了一件隐身衣,让我们很难看清它的真面目。这就是我国的地沟油检测方法目前正遭遇的尴尬。
5化学与我们未来的生活
20世纪的化学科学在保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状态等方面起了重大作用,21世纪人类所面临的粮食、人口、环境、资源和能源等问题更加严重,虽然这些难题的解决需要依赖各个学科,但无论如何总是要依靠研究物质基础的化学学科。原因:1、化学仍是解决食品问题的主要学科之一;2、化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用;3、化学继续推动材料科学的发展;4、化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障。
展望未来,21世纪的化学仍将是一门中心的、实用的和创造性的科学,它将帮肋我们解决人类所面临的一系列重大问题,未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用。与些同时,化学将得到进一步发展。我们有理由相信21世纪的化学将更加繁荣兴旺,化学将迎来它的黄金时代。
第2篇:分析化学检测食品安全方法研究
危害食品不安全的化学因素主要有以下三方面:一是农业、畜牧业、养殖业等生产过程中,为了防治病虫害、提高产量等方面的需要必须使用的投入品,如农药、兽药、一些激素等;二是食品加工过程中使用的食品添加剂;三是为了某些目的,特别是为了降低生产成本,人为添加的一些化学物质,如三聚氰胺等。利用分析化学手段对食品的成分、性质等进行测定是分析化学的一大类应用,更是食品安全的有效保障。本文在此从分析化学的重要性出发,提出了几种常见利用分析化学来检测食品安全的方法。前言:2009年2月28日第十一届全国人民代表大会常务委员会第七次会议通过了《中华人民共和国食品安全法》,以此保证食品安全,保障公众身体健康和生命安全。食品安全是一个相对的概念,所谓不安全的食品就是指人们食用以后出现的各种不适感觉或者长期积累引起某些异常的代谢。
一、分析化学在科学研究中的重要性
目前世界范围内的大气,江河,海洋和土壤等环境污染正在破坏着正常的生态平衡,甚至危及人类的发展与生存,为追踪污染源,弄清污染物种类,数量,研究其转化规律及危害程度等方面,分析化学起着极其重要的作用;在新材料的研究中,表征和测定痕量杂质在其中的含量,形态及空间分布等已成为发展高新技术和微电子工业的关键;在资源及能源科学中,分析化学是获取地质矿物组分,结构和性能信息及揭示地质环境变化过程的的主要手段,煤炭,石油,天然气及核材料资源的探测,开采与炼制,更是离不开分析检测工作;分析化学在研究生命过程化学,生物工程,生物医学中,对于揭示生命起源,生命过程,疾病及遗传奥秘等方面具有重要意义.在医学科学中,医药分析在药物成分含量,药物作用机制,药物代谢与分解,药物动力学,疾病诊断以及滥用药物等的研究中,是不可缺少的手段;在空间科学研究中,星际物质分析已成为了解和考察宇宙物质成分及其转化的最重要手段。
二、常见利用分析化学来检测食品安全的方法
1:(1).提取液态奶、奶粉、酸奶、冰淇淋和奶糖等。称取2g(精确至0.01g)试样于50mL具塞塑料离心管中,加入15mL三氯乙酸溶液和5mL乙腈,超声提取10min,再振荡提取10min后,以不低于4000r/min离心10min。上清液经三氯乙酸溶液润湿的滤纸过滤后,用三氯乙酸溶液定容至25mL,移取5mL滤液,加入5mL水混匀后做待净化液。
奶酪、奶油和巧克力等。称取2g(精确至0.01g)试样于研钵中,加入适量海砂(试样质量的4倍~6倍)研磨成干粉状,转移至50mL具塞塑料离心管中,用15mL三氯乙酸溶液分数次清洗研钵,清洗液转入离心管中,再往离心管中加入5mL乙腈,超声提取10min,再振荡提取10min后,以不低于4000r/min离心10min。上清液经三氯乙酸溶液润湿的滤纸过滤后,用三氯乙酸溶液定容至25mL,移取5mL滤液,加入5mL水混匀后做待净化液。若样品中脂肪含量较高,可以用三氯乙酸溶液饱和的正己烷液-液分配除脂后再用SPE柱净化。(2).净化
将待净化液转移至固相萃取柱中。依次用3mL水和3mL甲醇洗涤,抽至近干后,用6mL氨化甲醇溶液洗脱。整个固相萃取过程流速不超过1mL/min。洗脱液于50℃下用氮气吹干,残留物(相当于0.4g样品)用1mL流动相定容,涡旋混合1min,过微孔滤膜后,供HPLC测定。5.高效液相色谱测定
(1).标准曲线的绘制
用流动相将三聚氰胺标准储备液逐级稀释得到的浓度为0.8、2、20、40、80μg/mL的标准工作液,浓度由低到高进样检测,以峰面积-浓度作图,得到标准曲线回归方程。
(2).定量测定
待测样液中三聚氰胺的响应值应在标准曲线线性范围内,超过线性范围则应稀释后再进样分析。
(3).结果计算
试样中三聚氰胺的含量计算公式为:
X=式中,A为样液中三聚氰胺的峰面积,c为标准溶液中三聚氰胺的浓度(单位:µg/mL))、V为样液最终定容体积(单位:mL)、f为稀释倍数、As为标准溶液中三聚氰胺的峰面积、m为试样的质量(单位:g)。
6.空白实验
除不称取样品外,均按上述测定条件和步骤进行。7.其他
本方法的定量限为2mg/kg。在添加浓度2mg/kg~10mg/kg浓度范围内,回收率在80%~110%之间,相对标准偏差小于10%。在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。
分析化学在食品安全领域的应用会更加广泛,发展会更快。一方面,食品安全越来越依赖分析化学的科学手段;另一方面,层出不穷的食品安全问题也给分析化学提出了更高的要求。
2:1.原理
用三氯乙酸溶液-乙腈提取试样,经阳离子交换固相萃取柱净化后,用高效液相色谱测定,外标法定量。2.试剂与材料
甲醇、乙腈、25%~28%的氨水、三氯乙酸、柠檬酸、辛烷磺酸钠、甲醇水溶液(含50mL甲醇和50mL水)、三氯乙酸溶液(1%)、氨化甲醇溶液(5%)、离子对试剂缓冲液(由柠檬酸和辛烷磺酸钠配制)、三聚氰胺标准品(CAS108-78-01,纯度>99.0%)、三聚氰胺标准储备液(1mg/mL)。本法中所有试剂均为分析纯,水为GB/T6682规定的一级水。
阳离子交换固相萃取柱、定性滤纸、海砂、微孔滤膜、氮气(纯度≥99.999%)
3.仪器和设备
高效液相色谱(HPLC)仪、分析天平、离心机、超声波水浴器、固相萃取装置、氮气吹干仪、涡旋混合器、50mL具塞塑料离心管、研钵。
以上的举例只是生活中常见的事例,但我们却可以从中认识到分析化学的重大作用
分析化学是化学学科的一个重要分支,是研究物质化学组成的表征和测量的科学。它所要解决的主要问题是物质中含有哪些组分,这些组分在物质中是如何存在的,以及各个组分的含量是多少,是人们认识物质、了解自然不可缺少的一种科学技术。
分析化学是最早发展起来的化学分支学科,在化学学科本身的发展过程中曾起过而且继续起着重要的作用。一些化学基本定律,如质量守恒定律、定比定律、倍比定律的发现,原子论、分子论的创立,相对原子质量的测定,元素周期律的建立,以及确立近代化学学科体系等等方面,都与分析化学的卓越贡献分不开。不仅在化学学科领域的发展上,分析化学起着重大作用,而且在与化学有关的各类科学领域的发展中,例如矿物学、材料科学、生命科学、医药学、环境科学、天文学、考古学及农业科学等等的发展,无不与分析化学紧密相关。几乎任何科学研究,只要涉及化学现象,都需要分析化学提供各种信息,以解决科学研究中的问题。反过来,各有关科学技术的发展,又给分析化学提出了新的要求,从而促进了分析化学的发展。
在国民经济建设中,分析化学的实用意义就更为明显。许多工业部门如冶金、化工、建材等部门中原料、材料、中间产品和出厂成品的质量检测,生产过程中的控制和管理,都应用到分析化学,所以人们常把分析化学誉为工业生产的“眼睛”。同样,在农业生产方面,对于土壤的性质、化肥、农药以及作物生长过程中的研究也都离不开分析化学。近年来,环境保护问题越来越引起人们的重视,对大气和水质的连续监测,也是分析化学的任务之一。至于废水、废气和废渣的治理和综合利用,也都需要分析化学发挥作用。在国防建设、刑事侦探方面,以及针对各种恐怖袭击和重大疾病的斗争中,也常需要分析化学的紧密配合。总之由于分析化学在许多领域中起着重要作用,因而,分析化学的发展水平被认为是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。
三、分析化学的发展趋势
提高灵敏度,解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性,扩展时空多维信息,微型化及微环境的表征与测定,形态,状态分析及表征,生物大分子及生物活性物质的表征与测定,非破坏性检测与遥测,自动化及智能化。
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