基于B-Z振荡体系的电化学指纹图谱研究与应用

摘要

历史悠久的中药属于十分复杂的黑色分析体系，其药效是多组分协同作用的结果，难以通过一种或几种成分来评价中药的有效性和专属性，从而极大地限制了中药现代化进程及与国际市场的接轨；食用油组成多样，传统的鉴别方法预处理繁琐、耗时。因此，建立用于中药和食用油的质量控制方法和检测技术，从整体上保留复杂样品的群集信息，科学的进行真伪鉴别和质量评价，实现快速、准确检测，已成为分析领域一项亟待解决的课题。本文基于B-Z化学振荡原理，通过振荡图谱对中药、食用油等进行定性定量检测分析，该方法无需复杂的预处理，操作简单，可以保留样品的群集信息，实现了复杂样品的分析检测及质量评价。提出了四种B-Z振荡体系，用于中药种类和道地性鉴别、质量评价及食用油的检测分析，并对机理进行了探讨。
　　本研究主要内容包括：⑴提出了BrO3--Ce4+-H+-柠檬酸振荡体系用于中药鉴别，最佳测试条件为：0.55 mol/L H2SO4、0.01 mol/L柠檬酸、0.01 mol/L Ce(SO4)2、0.04 mol/L KBrO3。测试温度37℃，浸出时间15 min，中药加入量1.0 g/50 mL，搅拌速率为100 r/min。获得黄芪等27种单味中药的指纹图谱，具有良好的重现性，RSD≤2.6％，讨论了电化学指纹图谱用于同种中药道地性、不同部位、中药配伍、单味中药汤剂的鉴别分析，实验发现黄芪加入量(1.0-1.5 g)与振荡期呈良好的线性关系，用于黄芪道地性的评判；添加酒精、咖啡和茶叶等均对振荡有抑制作用。通过Br-在线监测和循环伏安法，验证了电化学指纹图谱形成机理及中药有效成分改变体系氧化还原电位。⑵探讨了BrO3--Ce4+-H+-柠檬酸-甘露醇复合振荡体系的特点。最佳测试条件：0.55 mol/L H2SO4、0.01 mol/L柠檬酸、0.06 mol/L甘露醇、0.01 mol/L Ce(SO4)2、0.035 mol/L KBrO3。测试温度37℃，浸出时间15 min，中药加入量0.5 g/50 mL，搅拌速率为30 r/min，图谱具有良好的重现性，RSD<1.1%。获得27种中药电化学指纹图谱，拓展了单有机体系测试范围。讨论了电化学指纹图谱用于不同道地黄芪和不同剂型板蓝根的定量分析，复方中药及其汤剂的鉴别。通过对Br-浓度的在线监测和电化学分析方法探索了中药电化学指纹图谱形成机理。⑶建立了BrO3--Mn2+-H+-甘露醇-丙酮复合振荡体系用于道地中药鉴别，获得最佳测试条件：0.72 mol/L H2SO4、0.03 mol/L甘露醇、0.03 mol/L MnSO4、0.05 mol/L KBrO3、1.2 ml丙酮。测试温度37℃，浸出时间15 min，振荡图谱具有良好的稳定性和重现性，RSD<1.6%。用于6种中药的道地性及当归不同部位的鉴别，表明图谱参数存在明显差异。通过Br-浓度的在线监测和循环伏安法，验证了电化学指纹图谱形成机理及中药有效成分与振荡体系中组分的氧化还原作用。⑷提出了BrO3--Ce4+-H+-丙二酸-苹果酸复合有机振荡体系鉴别食用油。最佳测试条件为：0.0483 mol/L KBrO3、0.00595 mol/L Ce(SO4)2、0.5 mol/L H2SO4、0.159 mol/L丙二酸、0.0045 mol/L苹果酸、1 mL乳化剂、乳化时间20 min、乳化温度65℃、油加入量1 mL/50 mL、加样速度滴/20 s。图谱具有良好的稳定性和重现性，RSD<1.6%。获得9种植物油、3种动物油及4种混合食用油的电化学指纹图谱，图谱特异性显著，为混合型“地沟油”的鉴别评定提供了一种可行的方法。通过循环伏安法验证了油脂与振荡体系中组分的氧化还原作用，并将该体系应用于牛奶的鉴别。

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1 前言

1.1 化学振荡

1.2 中药测定方法研究现状

1.3 食用油检测方法的研究现状

1.4 电化学指纹图谱法

1.5 主要研究内容

1.6 技术关键与创新

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

2.2 方法原理

2.3 操作方法

2.4 图谱特征参数分析

3 BrO3--Ce4+-H+-柠檬酸体系的电化学指纹图谱研究

3.1 引言

3.2 操作方法

3.3 中药种类

3.4 结果与讨论

3.5 小结

4 BrO3--Ce4+-H+-甘露醇-柠檬酸体系的电化学指纹图谱研究

4.1 引言

4.2 操作方法

4.3 中药种类

4.4 结果与讨论

4.5 小结

5 基于 BrO3--Mn2+-H+-甘露醇-丙酮体系的中药道地性研究

5.1 引言

5.2 操作方法

5.3中药种类

5.4 结果与讨论

5.5 小结

6 B-Z振荡体系在食用油分析中的应用研究

6.1 引言

6.2 操作方法

6.3 食用油种类

6.4 结果与讨论

6.5 小结

7 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

致谢

参考文献

附录