一个简单的自动化方法测定硝酸盐和亚硝酸盐在婴儿配方奶粉使用顺序注射分析

文摘

快速和高效的自动化方法使用顺序注射分析(SIA)系统,基于格里斯,反应了硝酸盐和亚硝酸盐的测定婴儿配方奶粉。系统使混合测量数量的样品(之前以液体形式构成和脱去蛋白质)和显色试剂产生有色物质的吸光度被记录。在线预还原硝酸盐测定的步骤添加通过Cd minicolumn通过样例。系统从PC控制通过一个用户友好的程序。数据的优点包括线性(r²对分析物> 0.999),检测(0.32毫克公斤的极限⁻¹没有₃- n和0.05毫克公斤⁻¹没有₂- n)和精度(%)0.8 - -3.0。结果统计与参考ISO-IDF吻合良好的方法。采样频率是30小时⁻¹(硝酸盐)和80小时⁻¹(亚硝酸盐)分别执行。

1。介绍

硝酸盐和亚硝酸盐摄入时,人类可能会对健康产生负面影响。硝酸盐转化为亚硝酸盐是某些微生物在肠道的作用。然后它会变换血红蛋白高铁血红蛋白氧化铁(II)出现在前物质铁(III)。高铁血红蛋白不能携带氧气因此原始条件称为高铁血红蛋白症,特点是缺氧。

年幼的孩子更容易出现这种情况,因此重要的是要控制硝酸盐和亚硝酸盐的含量在牛奶和婴儿配方被儿童和婴儿哺乳期间,特别是那些没有母乳喂养。

硝酸盐可能出现在奶粉和婴儿配方由于工业过程,污染物的盐中添加强化牛奶和制造婴儿配方。

亚硝酸盐,另一方面,是微生物污染的结果或可能被添加在制造过程中。婴儿配方粉不是商业无菌产品,热处理加工过程中,但与液体产品,他们不暴露在高温中足够的时间使最终的商业无菌包装产品。

在科学文献显示搜索一些文件处理方法测定硝酸盐和亚硝酸盐的婴儿配方奶或奶粉样品。气相色谱法(1和分光光度法2为此]提出了在很久以前发表的论文。

另一方面,ISO-IDF标准方法(3)由一个比色测定亚硝酸盐,基于经典的反应与N - (1-Naphthyl)乙二胺和磺胺。硝酸盐反过来降低亚硝酸盐的镉柱。亚硝酸盐然后决定colorimetrically如上所述。之前的样品制备由降水步骤,其中的脂肪和蛋白质。

目前,分析实验室经验越来越大量需求的分析决定预计将进行一个快速和准确的方法。程序比如之前提到的严重依赖于手工劳动的使用和本质上是缓慢的,因此可能会阻碍生产力所需的实验室。

另一方面,可以满足高生产率的需求诉诸实验室自动化(4],它可以在一个简单和廉价的方式实现基于流的技术,如通过流动注射分析(FIA) [5(SIA)[]或顺序注射分析6]。当前ISO-IDF标准方法主要是进行传统的手动过程(7),但标准允许自动化的可能性,通过分段流分析(SFA) [8),或流动注射分析(FIA) [9]。尽管是非常有用的自动化工具,提出降低试剂消耗与传统的批处理方法相比,国家林业局和FIA仍然采取连续流动的试剂的使用,这是浪费在样品注射之间的时期。同时,蠕动泵的使用需要预防性维护频繁更换泵油,以避免质量的退化结果。

尽管开发主要是作为过程控制工具,新航还发现在分析实验室,因为其固有的优势如健壮性、可靠性和低功耗的样本和试剂。也是基于使用注射泵,这是高度可靠,维护要求低于蠕动泵和有良好的重复性当用来测量小卷。它已被成功地用于测定硝酸盐和亚硝酸盐等矩阵的水样(10- - - - - -12]。

它也提出了不同的食物样本的分析13]。新航利马里斯等人开发了一个系统确定奶制品中的硝酸盐和亚硝酸盐;然而,该系统使用两个蠕动泵,结果在一个复杂的系统,使用这种类型的泵的缺点[14]。

新航在这项工作,一个简单的系统,只使用一个注射器泵研制了硝酸盐和亚硝酸盐的测定婴幼儿配方奶粉,奶粉质量控制目的。这个自动化系统更精确和速度比前期提到的减少废水生成这些决定。总控制从PC通过使用现代编程语言和用户友好的图形界面。

2。实验

以下试剂都是分析纯试剂的使用等级:亚铁氰化钾(II)三水,硫酸锌七水硫酸锌,N - (1-Naphtyl)乙二胺盐酸盐(NED)、磺胺、磷酸85%,氯化铵,氢氧化铵,乙二胺四乙酸二钠(EDTA),硝酸钾和亚硝酸钾。Glass-distilled水,进一步纯化的微孔(巴西圣保罗)简单185净水器,使用。

标准的硝酸盐和亚硝酸盐的解决方案被稀释股票的解决方案准备每日的硝酸盐和亚硝酸盐(100 mg L⁻¹没有₃- n,没有₂- n、职责)准备从各自的钠盐。亚硝酸盐含量体积决定的股票的解决方案。

准备一个缓冲溶液溶解在蒸馏水13 g (NH)₄Cl, EDTA的1.7 g / l。与NH pH值调整到8.5₄哦。

ISO标准中描述的是14673 - 189 - 1:2004 1:2004 / IDF标准,样品制备由脂肪和蛋白质的沉淀步骤与本体溶液分开。为此,大约10 g的均质样品的确切数额(奶粉或婴儿配方奶粉)准备如官方所述ISO-IDF过程(7]。这个测试样本定量转移到一个锥形瓶500毫升。逐步164毫升的纯净水在50 - 55°C添加连续搅拌;然后6毫升的硫酸锌溶液七水硫酸锌53.5% (w / v), 6毫升的亚铁氰化钾溶液(2)三水17.2% (w / v)和20毫升氨缓冲溶液的pH值(9.6 - -9.7)补充道。搅拌3分钟后,蛋白质和脂肪沉淀过滤通过nitrate-free滤纸。制备的样品的过程基本上是ISO-IDF中描述的相同的方法。滤液分为两部分,一个用于确定参考硝酸盐和亚硝酸盐的方法(7),另一个用于确定提出了新航的方法。

新加坡航空系统(图1)由一个微处理机控制注射泵(美国加利福尼亚州的Cavro,模型xp - 3000)为一个双位阀,和2.5毫升的桶,一个Valco(美国休斯顿,德克萨斯州)Cheminert 10-port换向阀microelectric致动器,和一个分光光度计配备了一个200年L(内部体积)流动池检测器。PFA油管(0.8毫米ID)被用于连接,螺旋混合反应堆,并举行了线圈。minicolumn玻璃做的油管(长度50 mm,内直径2.1毫米)挤满了镉颗粒;粒径0.3 - -1.6毫米(丙烯酰胺、书、瑞士)用作硝酸还原剂决定。

图1

₁ ₁ ₂ ₁ ₂ ₁ 系统顺序注射分析决定。Sy:注射泵,2.5毫升。S:样本。R试剂:颜色。V:选择阀microelectric致动器。V:双位阀与注射器泵。HC,HC:持有线圈,100厘米×0.8毫米ID, PFA油管。Cd /铜:减少minicolumn 50毫米×2.1毫米ID挤满了镉颗粒。C:混合线圈,50厘米x 0.8毫米ID, PFA油管。D:检测系统、分光光度计与200年(540海里)l细胞内部体积流量。PC:个人电脑串口和模拟到数字(A / D)接口。

系统的控制和数据采集进行了通过一个兼容ibm PC(奔腾iii - 600 MHz)与两个串口,配备了一个12位模拟数字(a / D)接口卡(测量计算CIO-DAS08Jr)和程序编译在Visual Basic 6.0。的程序允许控制注射泵和换向阀通过rs - 232串口和模拟数据的捕获分光光度计缩放,转化为吸光度,实时显示在屏幕上,并保存到硬盘上的文件,供以后处理。分光光度计使用以来只提供了一个模拟信号与光强成正比,有必要进行光度规模之前操作的定义。为此,“暗信号”()是测量和记忆快门关闭,然后“100% T”或参考信号()是测量和记忆快门开放和流动池注满水。后来,每次和触发信号A / D接口()测量吸光度计算软件使用的方程和用于所有操作。设置屏幕提供了这些例程。

亚硝酸盐是由反应与N - (1-Naphthyl)乙二胺和吸收的磺胺和测量540海里。硝酸盐降低亚硝酸盐的在线Cd minicolumn和总亚硝酸盐(硝酸盐和亚硝酸盐)colorimetrically决定。

提出了决定的例程表1和2。


一步	V₁	V₂	操作	目的地	体积	时间
					(L)	(年代)

1	X	R	一个	Sy	2083年	10
2	R₁	l	一个	HC₁	167年	1.5
3	年代	l	一个	HC₁	83年	1.5
4	R₁	l	一个	HC₁	167年	1.5
5(数据收集)	C₁	l	P	D	空注射器	30.


一步	V₁	V₂	操作	目的地	卷(L)	时间(年代)

1	年代	l	一个	HC₁	40	1
2	Cd /铜	l	P	Cd /铜	40	34
3	X	R	一个	Sy	250年
4	Cd /铜	l	P	Cd / Cu-HC₂	250年
5	Cd /铜	l	一个	HC₁	167年
6	W	l	P	W	167年	10
7	X	R	一个	Sy	1940年	10
8	R₁	l	一个	HC₁	One hundred.	1.5
9	Cd /铜	l	一个	HC₁	210年	15
10	C₁	l	P	C₁	400年	14
10	C₁	l	一个	HC₁	400年	14
11(数据收集)	C₁	l	P	D	空注射器	35

这个测定亚硝酸盐的采样频率大约是每小时80个样本。

同样,硝酸盐测定的项目提交步骤的减少硝酸存在于样本通过它通过镉minicolumn来回,紧随其后的是颜色开发步骤的总亚硝酸盐的测定。

柱端被连接到一个包含缓冲溶液通过HC水库₂,因此,当过量的水从列是吸气浪费,最后的部分列满了缓冲溶液pH值(8.5),和示例完成其向前或向后通过还原剂minicolumn包装。列的短长度和直径低避免过度稀释的样本在这一步。

表中描述的程序2对应于一个采样频率大约30小时⁻¹总氮的测定(硝酸+亚硝酸盐)。

如果程序执行的同时测定亚硝酸盐和硝酸盐在一个示例中,采样频率大约是20小时⁻¹。

为了保存列一生,一个序列与缓冲洗柱在线编程的程序后的决心。

辅助例程程序中提供的镀铜的再生和minicolumn。这是实现通过使用备用端口阀门V₁对引入适当的试剂。

这些操作的试剂准备根据ISO-IDF方法(3),新加坡航空系统内进行操作。不同的常规提供清除样品吸入管线用新鲜样本和分析路径与水。这个例程使用时改变样本。

为了检查的还原能力列,亚硝酸盐标准溶液的浓度(不相同₂最集中的硝酸盐(NO - n)₃- n)标准的校准情节通过新加坡航空系统运行在相同条件下样品和标准。比较信号的两种解决方案相同的浓度(表示为氮)允许减少列的验证效率。如果减少容量低于90%,列必须重新生成。

信号(吸光度与提出了时间)在屏幕上并保存到硬盘上的文件为ASCII文件(第一个临时文件。三种生成和转换为ASCII主程序的子程序)。出现如图所示的屏幕2。

图2

º º 原始屏幕的顺序程序和峰值表示。程序是用西班牙语写的,主要的标签、按钮和文本框如下:“INICIO”:开始;“Mensajes del dispositivo”:设备信息;“GRABAR”:保存;“DETENER”:停止;“这么”:退出;“数量del archivo (con路径)”:文件名(路径);“FIJAR”:修复;“分/ s N分”:分/ s N点;“帕索”:步骤;“瓣”:阀门;“JERINGA”:注射器;“ADQUISICION”:收购。右边的每一个步骤,一个句子写的命令根据制造商的指示来控制阀门或注射器通过rs - 232串行端口。设置按钮允许进入服务屏幕运行例程再生或镀铜柱和冲洗系统,以及其他辅助例程。

Postrun处理是由峰值简单Windows软件(SRI Inc .)、美国加利福尼亚州托兰斯市,美国)是用于建立基线和测量分析信号的峰值高度。最后,打印报告。峰值高度和浓度之间的关系建立了校准曲线。

3所示。结果与讨论

3.1。验证

线性分析方法开发的评估,精密(重复性)检测()和量化()限制,和准确性。

研究了线性两个分析物的九分校准曲线,在0.55 - -15.0毫克L⁻¹(没有₃L - n)和0.084 - -1.01毫克⁻¹(没有₂- n)由目视检查评估的图形表示,通过回归系数。线性两个分析物被发现令人满意()。

在这种情况下,采样频率是30小时⁻¹(硝酸盐)和80小时⁻¹(亚硝酸盐)。结果这个验证阶段表上可以看到3。


	硝酸	亚硝酸盐
参数	硝酸(不₃- n)	亚硝酸盐(不₂- n)

限制,解决方案
LD(毫克升⁻¹),(3/米,)	0.17	0.025
江西(毫克升⁻¹),(10/米,)	0.55	0.084
限制,真正的样品
LD(毫克公斤⁻¹),(3/米,)	0.32	0.05
江西(毫克公斤⁻¹),(10/米,)	1.08	0.17
精密的_r(%),)	1.5 - -3.0	0.8 - -1.6
线性范围(mg L⁻¹)	0.55 - -15.0 ()	0.084 - 1.01 ()
采样率(小时⁻¹)	30.	80年

六种不同的商业样本用于验证,其中四个婴儿在乌拉圭公式中发现市场的代表,分别为婴儿从0到6个月,6到12个月和两个通用的婴儿配方奶粉,牛奶为基础。脱脂奶粉,奶粉没有添加其他成分也进行测试。

准确性是评估通过分析商业样品的硝酸盐和亚硝酸盐ISO-IDF[方法和提出的7)方法和比较结果。自从从样本获得水平低于量化限制,有必要上升两个分析物的样品之前脱蛋白作用阶段。这盘而著称,因C的水平₁和相应的“发现”价值₁。恢复研究,第二个标准,指出C₂,进行了相应的“发现”价值的年代₂。标准添加选择的值覆盖范围的硝酸盐和亚硝酸盐含量呈现出对婴儿和儿童的健康风险。

检测()和量化()限制了计算分析的基础上表达真实的样品。

在广告的分析样本,分析精度(,)从3.0%至1.5不等硝酸盐和亚硝酸盐从0.8到1.6%。之间的协议结果所提供的建议和参考范围从0.2%到3.4%(硝酸盐)和方法(亚硝酸盐)从2.4到7.8%。提交给学生的以及(15)的差异,其差异在统计学上发现无意义的,如表所示4。

(一)准确性:复苏实验


样本	被分析物	发现除了C浓度₂(毫克升⁻¹)		新航复苏(%)
		官方的方法	新航

婴儿配方奶粉	硝酸	5.555	5.573	99.8
	亚硝酸盐	0.203	0.208	105.9
婴儿配方奶粉B	硝酸	5.430	5.617	100.6
	亚硝酸盐	0.202	0.209	103.7
婴儿配方奶粉的儿童从0到6个月	硝酸	5.520	5.533	93.8
	亚硝酸盐	0.201	0.186	92.0
婴儿配方奶粉的儿童从6到12个月	硝酸	5.416	5.380	96.3
	亚硝酸盐	0.199	0.210	104.3
脱脂奶粉	硝酸	5.620	5.800	100.6
	亚硝酸盐	0.200	0.191	94.6
奶粉	硝酸	5.632	5.643	106.9
	亚硝酸盐	0.211	0.219	108.5

t以及对经济复苏
H₀:R= 100%
H_一个:R≠100%

参数	硝酸(不₃- n)		亚硝酸盐(不₂- n)

t关键(= 0.05,= 6)	2.57		2.57
t实验(= 0.05,= 6)	−0.19		0.55

复苏实验进行商业注入每个分析物的样品之前。C₁C₂:浓度上升。硝酸盐、C₁没有= 3.35毫克₃- n / L, C₂没有= 5.58毫克₃- n / L。亚硝酸盐,₁没有= 0.10毫克₂- n / L, C₂没有= 0.20毫克₂- n / L。年代₁,年代₂:价值发现与C样品飙升₁和C₂,分别。恢复(%)为新航方法计算。R:意思是恢复所有样本。

(b)准确性:与参考方法,t以及的差异(15]


H₀:d= 0,
H_一个:d≠0。

参数	硝酸(不₃- n)	亚硝酸盐(不₂- n)
t关键(= 0.05,= 6)	2.57	2.57
t实验(= 0.05,= 6)	−1.57	−0.21

结果学生的t以及比较获得的平均值为每个分析物的方法和ISO-IDF C水平飙升的参考方法₂。d新航:平均差结果的所有样品和参考方法。

准确性也评估标准添加法,计算加法的复苏水平C₂。复苏计算百分比,年代₁和S₂后发现的浓度和浓度C飙升吗₁和C₂,分别。结果在统计学上等于100%,如表所示4。

在分析方法的发展,干扰的可能性被认为是。据报道,亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法基于化学选择这项工作可以由许多干扰离子,特别是铜(16]。然而,这些报告是指水和废水等多变量矩阵。牛奶是一个矩阵,其中大部分离子报道作为潜在interferants不出席重要的水平(例如,铜0.07毫克L⁻¹在液体奶,或0.9毫克公斤⁻¹在奶粉),ISO-IDF标准方法基于相同的化学不预见任何干扰。

然而在婴儿配方的情况下,强化与矿物质使必要考虑铜干扰的可能性,存在于这些样品3 - 5毫克公斤的水平⁻¹。

为了评估这种潜在的干扰,解决方案包含0.1和0.2毫克的亚硝酸盐L⁻¹没有₂- n和铜飙升^{2 +}在1和2毫克L⁻¹的水平。上升和未加酒精的解决方案之间的吸光度差低于2%在所有情况下,因此铜的干扰被认为是可以忽略的水平,远高于预期的液体牛奶、奶粉、婴儿配方。

图3显示屏幕校准曲线的峰值表示获得使用商业程序峰简单的Windows。

4所示。一般讨论

SIA系统执行令人满意的低水平的测定硝酸盐和亚硝酸盐在商业样品。开发的方法是快速和可靠的。

专门写程序由一个纯代码与对象相关联的部分和其他部分形成的图形界面。只有一个简单的点击一个按钮,程序例程被触发,操作员可以写在文本框中特定的命令。实时信号在屏幕上(图2)。

的例程还允许再生和镀铜镉降低minicolumn使用相同的系统,通过minicolumn喂养适当的解决方案。这是通过注射泵和阀门,控制特定的软件例程。在官方ISO-IDF方法(7- - - - - -9),需要重新生成列经常通过循环EDTA /盐酸溶液。同时,大量的样本后,镀铜的Cd灌装是必要的。在新航方法,minicolumn了50注射能有效地发挥作用,与效率在90%以上。

每个测定样品消耗量为123个L,试剂消耗量是4.3毫克的磺胺,NED 0.4毫克,63毫克的H₃阿宝₄9毫克的北半球₄Cl和1.2毫克EDTA。这是远低于批处理和FIA的消费方法和新航还略低于其他方法(14]。承运人是纯净水,ISO-IDF流系统(8,9[]以及其他新航提出方法14使用缓冲溶液。

5。结论

提出了新航的方法提出了许多好处而不是乏味的乳制品产品分析的传统方法。获得的价值的数据表明,提出的方法可以方便地用于奶粉和婴幼儿配方奶粉的质量控制相比,其他文献中报道。作为一个额外的优势,该系统快速、高效和环保监测这些样品的硝酸盐和亚硝酸盐。

确认

作者要感谢CSIC (UdelaR)和金融支持和珍妮特PEDECIBA Araujo与现任Perez-Zambra为熟练的实验室工作。作者也感谢CONAPROLE和Gramon-Bago提供商业的奶粉和婴儿配方奶粉样品。

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