食品现代仪器分析实验指导2016课件

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

CH2

CH

CH

N

CH

3

O

C

H

OH

C

H

CH2

N

CH2

CH2

CH2

CH

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，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单上的定性分析→图谱扫描→参数设定打开设定对话框，设定固定激发光波长(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。参数设定完毕，点击开始扫描按钮，扫描发射波长，得到以发射波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标的荧光发射光谱图。点击保存按钮，在指定的文件夹中，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。)点击退出按钮，退出对话框。

依次点击操作界面菜单上的定性分析→图谱分析→打开谱图，点击刚保存的文件(使文件呈蓝色)，依次点击选中→确定，从打开的荧光光谱图右边表格中找出最大发射波长(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

点击操作界面菜单上的定性分析→图谱扫描→参数设定打开设定对话框，固定荧光发射(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。点击保存按钮，以自己“学号未尾3位+姓名+b”为文件名进行保存。点击退出按钮，退出对话框。

依次点击操作界面菜单上的定性分析→图谱分析→打开谱图，点击刚保存的文件(使文件呈蓝色)，依次点击选中→确定，从打开的荧光光谱图右边表格中找出最大激发波长(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to λ，打开对话框，按最大激发波长(EX)和最大发射波长(EM)设定，点击开始，等到所设波长字迹退色并再转黑即可，按退出键，退出对话框。

(5) 硫酸奎宁标准曲线的绘制

将步骤(1)的1号空白液，润洗并注入比色皿中，依次点击操作界面菜单上的定量分析→测量样品浓度，打开测量对话框，点击测本底按钮，测定样品空白。

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次测INT键，点击求平均值求出测量平均值，记录每次测量数据(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

最大发射波长，nm

最大激发波长，nm

(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

样品号 1 2 3 4 5 6

待测液

1 2

浓度，μg/mL

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？