食品现代仪器分析实验指导2016

食品现代仪器分析实验指导福州大学生物科学与工程学院吴佳2016年5月实验一苦味饮料中硫酸奎宁的荧光法测定1. 目的意义喹啉结构是“苯并吡啶”。

即一个苯环与一个吡啶环稠合而成。

奎宁是喹啉的衍生物，其结构如下：N 喹啉CH2CHNCH3OCHOHCH2NCH2CH2CH2奎宁奎宁是金鸡纳树皮中含有的苦味晶状粉末，抗疟疾药。

疟疾曾是热带、亚热带地区猖獗流行的疾病，曾夺走成千上万人的生命。

17世纪末，奎宁由欧洲传入我国，曾称为“金鸡纳霜”，当时是非常罕见的药。

后来，瑞典纳尤斯对这种植物的树皮进行了认真的研究，提取了其中的有效成分金鸡纳碱，起名为“奎宁”。

“奎宁”这个词在秘鲁文字中是树皮的意思。

直到1945年，奎宁才实现了人工合成。

奎宁是碱性物质，与硫酸反应生成盐，俗名硫酸奎宁。

在饮料中硫酸奎宁是调味料，主要用在滋补品和苦柠檬水中，有调味及预防疟疾之功效，例如汤力水是Tonic Water的音译，又叫奎宁水、通宁汽水。

是苏打水与糖、水果提取物和奎宁调配而成的。

可作为苦味饮料或用于配制鸡尾酒或其它饮料。

奎宁饮料以其微苦的口味成为畅销的解渴饮料，特别是在夏季人们大量饮用，但大量消费含奎宁成分的饮料对一些个体有害，如新陈代谢紊乱或对这种物质有超敏性的人要避免摄取奎宁，特别是孕妇。

对怀孕期间每天饮用一升以上奎宁饮料的孕妇进行的调查显示，出生后24小时，新生儿就出现神经战栗症状，在他们的尿液中发现了奎宁成分，但2个月以后这些症状就不存在了。

为此，对奎宁含量的测定具有重要意义。

2. 原理：本实验包括荧光光谱和激发光谱测定，以及苦味饮料中硫酸奎宁含量测定。

硫酸奎宁是强荧光性物质，在紫外光照射下，会发射蓝色荧光。

在稀溶液中荧光强度与硫酸奎宁浓度成正比，可根据荧光强度求出硫酸奎宁浓度。

荧光(发射)光谱：固定激发光波长和强度，在不同的波长下测定所发射的荧光强度，以发射波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所作曲线为荧光发射光谱。

荧光发射光谱是选择最大荧光发射波长的依据。

荧光激发光谱：固定荧光发射波长(一般在最大发射波长处)，改变激发光波长，得出不同激发波长的荧光强度，以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所得曲线称为激发光谱。

荧光激发光谱是选择最大激发波长的依据。

3. 仪器970CRT荧光分光光度计。

4. 试剂(1) 0.05 mol/L硫酸溶液。

(2) 0.1 mol/L硫酸溶液。

(3) 硫酸奎宁储备液：称取100 mg硫酸奎宁，用0.05 mol/L硫酸溶液溶解并移入100 mL 容量瓶中，稀释定容至100 mL，将其储于棕色瓶中(此溶液存放于冰箱中可保存长久。

若溶液变浑浊，则需要重新配制)。

此溶液浓度为1 mg/mL。

(4) 硫酸奎宁应用液：取硫酸奎宁储备液1 mL用0.05 mol/L硫酸溶液稀释定容至100 mL，此溶液含硫酸奎宁10 μg/mL。

5. 操作方法(1) 标准溶液的配制取6只50 mL容量瓶，以5 mL移液管精确吸取10 μg/mL硫酸奎宁标准溶液（即应用液）：0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL，分别置于各容量瓶中，用0.05 mol/L硫酸溶液稀释并定容。

此系列硫酸奎宁浓度分别为0.00，0.200，0.400，0.600，0.800，1.00 μg/mL（标记为1-6号）。

(2) 荧光发射光谱的制作用少量6号1.00 μg/mL浓度的硫酸奎宁液润洗比色皿，然后将该浓度的硫酸奎宁液注入荧光比色皿中（2/3即可），将比色皿放入荧光分光光度计的固定槽中。

依次点击操作界面菜(EX)为350 nm；发射波长(EM)扫描范围350－800 nm；扫描速度：高速；灵敏度：2；激发光狭缝宽度：10 nm；发射光狭缝宽度：10 nm件夹中，以自己“学号未尾3位+姓名+a”为文件名进行保存。

(注：请按以上文件名保存，以便教师实地查验。

)点击刚保存的文件(使文件呈蓝色)(EM)，并记录于后面的表格中。

退出对话框。

(3) 荧光激发光谱的制作(EM)波长(以所得最大发射波长设定)；激发光(EX)波长扫描范围：200－400 nm；扫描速度：高速；灵敏度：2；激发光狭缝宽度：10 nm；发射光狭缝宽度：10 nm。

扫描激发光波长，制作以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标的荧光激发光谱。

以自己“学号未尾3位+姓名+b点击刚保存的文件(使文件呈蓝色)(EX)，并记录于后面的表格中。

退出对话框。

(4) 设定定量测量波长点击操作界面上的快捷键(EX)和最大发射波长(EM)等到所设波长字迹退色并再转黑即可，(5) 硫酸奎宁标准曲线的绘制将步骤(1)的1依次将2－6号标准液润洗并注入比色皿中，每注入一次，按3(平均值)。

用所得数据，制作标准曲线。

(6) 待测液中硫酸奎宁浓度的测定(ug/mL)用胖肚移液管吸取待测液25 mL，移至50 mL容量瓶中，用0.1 mol/L硫酸溶液稀释并定容。

按步骤(5)的方法测量荧光强度，平行测定两次，求平均值。

从标准曲线上查得测定液浓度，计算出待测液中硫酸奎宁浓度。

6 数据记录和计算(1) 记录硫酸奎宁的最大发射波长和最大激发波长。

表1-1 最大发射波长和最大激发波长(2) 记录标准溶液和待测液的荧光强度。

表1-2 标准溶液和待测液的荧光强度(3) 绘制标准曲线，得到回归方程，算出待测液中硫酸奎宁的浓度。

7. 思考题(1) 如何确定荧光物质的最大发射波长和最大激发波长？(2) 测定溶液中分子荧光的基本步骤如何？970CRT 荧光分光光度计的使用操作连接好所有电缆和电源线。

开机步骤：1)开氙灯电源——2)开主机电源——3)开打印机电源——4)开计算机电源。

关机步骤：1)关计算机电源——2)关打印机电源——3)关主机电源——4)关氙灯电源。

开氙灯电源后氙灯点亮指示应有红光，反之未点亮(见维修保养)。

开计算机化后仪器自动进入初始化，初始化大约需要5min 时间。

仪器初始化后工作参数已经设置为：1)EX 当前波长：350nm 。

2)EM 当前波长：397nm 。

3)EX 扫描范围：200nm ～800nm 。

4)EM 扫描范围：200nm ～800nm 。

5)EX 缝宽：10nm ；EM 缝宽：10nm 。

6)扫描速度：高速。

7)灵敏度：第一位(最低挡)。

8)扫描方式：EM 扫描。

初始化结束后仪器进入操作界面。

上行为菜单，下行为快捷操作键。

1)(文件)；用鼠标左键单击本框后，可以选择：数据导出；打印机设置(出厂时已设置好，如果要更改打印机，用户可重新设置)；退出970CRT 工作状态(关机前退出)的操作。

把扫描数据转到．Access 数据厍(dbl ．mdb)2)(定性分析)；用鼠标左键单击本框后，可以选择：图谱扫描；图谱分析；图谱运算功能。

3)(定量分析)；用鼠标左键单击本框后，可以选择：绘制标准曲线；测定样品浓度等功能。

4)(设置及测试)；用鼠标左键单击本框后，可以选择：参数设置；S/N 比测定等功能。

5)(帮助)；使用中如有什么问题可参阅本项内容。

6)在进行定量或定性分析前首先须选(设置及测试)中的参数设置，在参数设置项中设置好扫描方式；EX 波长和EM 波长范围或时间扫描的时间，同时设置好灵敏度；扫描速度及EX 和EM 缝宽。

·利用 图谱扫描快捷键进入图谱或时间扫描。

·按 键开始扫描，此时红灯亮，绿灯灭。

·利用浓度测定快捷键进入浓度测量的定量分析。

1)首先选择标准曲线，并打开。

2)放入样品或背景样品后，按“测INT"或“测本底”键即可测量样品或背景值。

对应显示样品INT 值和样品浓度或背景值。

3)测量结束后必须用打印机把数据打印保存。

·利用绘制标准曲线快捷键进入标准曲线绘制。

1)首先测定本底或打入本底值。

2)输入已知标样浓度值。

3)按“测INT ”键逐一将标样测定完(1－9个标样)。

4)选择拟合次数，然后按“拟合”键，出标准图谱。

5)保存标准图谱(图谱名由操作者自定义)。

6)退出。

·利用图谱分析快捷键进入图谱分析。

1)先打开所需分析图谱(1－6个)。

2)数据框内变动数据值：左边第一框为游标所示波长位置；后六个框为图谱对应波长的数据。

3)平滑处理只能对其中被选定的一个图谱进行。

4)时间扫描只能打开一个图谱，此时数据框的左边第一框为扫描时间，第二框为这时INT 值，其他框数据无效。

·利用图谱运算快捷键进入图谱运算。

1)按键选择运算图谱，上项选择被加；减；乘；除的图谱，下项选择需要减去或是相加的图谱，以及乘数和除数(两个图谱不能乘除，非同类图谱不能进行运算)。

2)保存运算结果。

3)退出。

·利用快捷键，使EX和EM走到所需测量的波长位置(EX和EM不能同时走到0nm位置)。

·利用快捷键，进行手动清零。

利用快捷键，进行手动清零复位(此功能只有在进行手动清零后才有效)。

·利用S/N快捷键进行信噪比和稳定性测定。

1)此时仪器应设置为：EX缝宽10nm。

EM缝宽10nm。

扫描速度慢。

灵敏度6。

其他都不必设置。

2)打印测试报告。

3)退出。

实验二红外光谱图测量与解析1. 实验目的(1) 掌握常规样品的制样方法。

(2) 了解红外光谱仪的工作原理。

(3) 了解鉴定未知物的一般过程。

2. 实验原理不同的样品状态(固体、液体、气体以及黏稠样品)需要相应的制样方法。

制样方法的选择、制样技术的好坏直接影响谱带的频率、数目和强度。

(1) 液膜法：样品的沸点高于100℃可采用液膜法制样。

黏稠的样品也采用液膜法。

这种方法较简单，只要在两个盐片之间滴加l～2滴未知样品，使之形成一个薄的液膜。

流动性较大的样品，可选择不同厚度的垫片来调节液膜的厚度。

(2) 液体池法：样品的沸点低于100℃可采用液体池法。

选择不同的垫片尺寸可调节液池的厚度，对强吸收的样品用溶剂稀释后再测定。

(3) 糊状法：这种方法是将干燥的粉末研细，然后加入几滴悬浮剂在玛瑙研钵中研磨成均匀的糊状，涂在盐片上测定。

常用的悬浮剂有石蜡油和氟化煤油。

糊状法可以克服压片法易吸水的缺点。

(4) 压片法：粉末样品常采用压片法。

将研细的粉末分散在固体介质中，并用压片装置压成透明的薄片后测定。

固体分散介质一般是金属卤化物(如KBr)，使用时要将其充分研细，颗粒直径最好小于2μm(因为中红外区的波长是从2.5μm开始的)。

(5) 薄膜法：对于熔点低、熔融时不发生分解、升华和其他化学变化的物质，可采用加热熔融的方法压制成薄膜后测定。

在相同的制样和测定条件下，被分析的样品和标准纯化合物的红外光谱图，若吸收峰的位置、吸收峰的数目和峰的相对强度完全一致，则可认为这两者是同一种化合物。

3. 仪器与试剂仪器：FTIR光谱仪；压片机、模具和样品架；玛瑙研钵、不锈钢药匙、镊子及红外灯。