一种糖精钠杂质检测方法及设备

技术领域

本发明涉及化学分析技术领域，更具体的公开了一种糖精钠杂质检测方法及设备。

背景技术

糖精钠是糖精的水溶性钠盐，化学名为邻苯甲酰磺酰亚胺钠，结构如图1所示。糖精钠目前报道的合成方法有甲苯法、苯酐法、邻甲基苯胺法和苯酐二硫化物法，目前工业生产常用方法仍是上世纪开发的甲苯法和苯酐法。其中甲苯法以甲苯为起始原料，经磺化、氨化、氧化、重结晶纯化得到糖精钠，该方法会产生磺酸酯类毒性杂质；另外一种为苯酐法，经酰胺化、酯化、重氮化、氨化、重结晶纯化得糖精钠，该方法会产生苯胺类、亚硝胺类毒性杂质。苯胺类、磺酸酯类、亚硝胺类杂质因具有潜在致癌性在制药领域中备受关注。亚硝胺类杂质是四大食品污染物之一。这些杂质可通过气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)、胶束电动毛细管色谱法(MEKC)、气相色谱-热能分析法(GC-TEA)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)等。苯胺类、磺酸酯类、亚硝胺类杂质在糖精钠中的含量极低，一种能同时检测这些杂质的高灵敏方法对糖精钠的质量控制显得及其重要。

目前一般采用液相色谱仪来进行检测，而液相色谱仪在检测的过程中，需要将溶剂瓶放置在色谱仪的顶部，然后将软管依次连接到各个溶剂瓶上，导致其前期准备工作较长。并且，容易导致导管出现混乱的情况。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种糖精钠杂质检测方法及设备，能够解决现有的检测方法无法同时且灵敏度高的检测出苯胺类、磺酸酯类、亚硝胺类杂质的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种糖精钠杂质检测设备，一种糖精钠杂质检测设备，从下到上依次包括检测层、色谱柱层、待检测溶液层、泵层和流动相溶剂层，所述流动相溶剂层的前侧壁开设有若干个通孔，若干个所述通孔的内部均穿设有堵头，所述堵头的外侧壁对称固定有卡板，所述卡板的前表面与流动相溶剂层前侧壁后表面相贴合，所述堵头的前端位于流动相溶剂层的前表面固定有旋盖，且所述堵头的后端螺纹连接有溶剂筒，所述溶剂筒的内部后端中间处一体成型有插口，所述插口的外侧套设有封帽，所述封帽与插口之间通过弹簧相连接，所述插口的外侧壁开设有多个第一开口，所述流动相溶剂层的内底部固定有多个L形连接头，所述L形连接头的水平段插接于插口的内部，且其端部抵接于封帽的内前端，所述L形连接头的外侧壁开设有多个第二开口；

所述泵层的内部固定有泵，所述泵的输入端固定有多个输入口，且所述泵的右侧固定有壳体，所述壳体的内部转动连接有主动齿轮，所述主动齿轮的中轴左端与泵的动力输出端固定连接，所述壳体的内部关于主动齿轮对称转动连接有从动齿轮，两个所述从动齿轮均与主动齿轮相啮合，且两个所述从动齿轮的右端均固定有偏心块，所述壳体的右侧固定有流动相板，所述流动相板的内部开设有多个通道，所述通道的两端分别一体成型有进入端和排出端，所述进入端通过软管与L形连接头的输出端相连接，所述排出端通过软管与输入口相连接；

所述检测层、色谱柱层、待检测溶液层与现有液相色谱仪相同，泵与待检测溶液层和色谱柱层的连接也与现有液相色谱仪相同。

更进一步的，所述主动齿轮与从动齿轮之间的传动比为5∶1。

更进一步的，所述通道由多个平滑端和多个弯曲段构成，多个平滑段和多个弯曲段相互连通。

根据本发明的另外一个方面，提供一种糖精钠杂质检测方法，该方法基于以上的一种糖精钠杂质检测设备实现，具体包括以下步骤：

S1、将糖精钠样品10-50g溶于100ml水中，加入20ml疏水性有机溶剂，振荡萃取两次，合并有机相后，减压除去溶剂；

S2、将步骤S1中的样品用亲水性溶剂溶解后，高速离心机离心2min，滤膜过滤，得到待测溶液；

S3、将步骤S2的待测溶液注入以上检测设备进行杂质的定量分析检测，色谱条件包括：色谱柱为十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，流动相为40％乙腈水溶液，冰乙酸调PH至6，等度洗脱；检测波长为255±2nm。

流动相被放入到流动相溶剂层中的溶剂筒中，通过泵层中的泵携带待检测溶液层中的待检溶液进入到色谱柱层，通过色谱层中的色谱柱后，通过检测层进行检测，整个的工作流程与现有的液相色谱仪工作流程相同。

更进一步的，所述杂质为苯胺类、亚硝胺类、磺酸酯类，结构如图2所示。

更进一步的，所述疏水性溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、二氯甲烷中的一种或多种混和溶剂。

更进一步的，所述亲水性溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙腈中的一种或多种混和溶剂。

更进一步的，所述S3中液相方法使用的色谱柱为Welch-C18，4.6mm×250mm，5μm或效能相当的色谱柱，柱温：30±5℃，优选为30℃。

更进一步的，所述S3中液相方法中流速为：0.8-1.2ml/min，优选为1.0ml/min；进样体积为：10-30ul，优选为20ul。

本发明一种糖精钠杂质检测方法及设备的有益效果为：本申请公开的方法采用将糖精钠样品溶解于水中，加入疏水性溶剂振荡萃取，提取杂质后，利用液相色谱对杂质进行定量分析的方式，能同时检测糖精钠样品中的苯胺类、亚硝胺类、磺酸酯类毒性杂质，且该检测方法具有高适用性、高灵敏度、高精密度、高准确度、低检测限等特点，满足糖精钠中该类杂质的检测。

本申请公开的检测设备，通过将流动相注入到溶剂筒中，并将溶剂筒直接插入到流动相溶剂层中，同时将待检溶液放入到待检测溶液层中即可完成设备的前期准备工作，然后设定条件启动设备即可完成检测，相较于现有的液相色谱仪，该设备的前期准备工作更少，有利于对溶液的快速检测。并且不需要像传统液相色谱仪那样，将溶剂瓶放置在色谱仪的顶部，然后将软管依次连接到各个溶剂瓶上。另外，避免了传统液相色谱仪存在多个连接溶剂瓶的管道，导致管道容易出现混乱，从而造成连接次序出错的情况。另外，在泵入流动相的过程中，流动相会进入到流动相板中，会在板中的通道中缓慢通过，同时会产生振动，从而可以将流动相中的起泡消除，避免溶剂中存在气泡，从而对设备造成损坏的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为糖精钠化学结构图；

图2为杂质的化学结构图；

图3苯胺杂质a标准曲线图；

图4苯胺杂质b标准曲线图；

图5苯胺杂质c标准曲线图；

图6亚硝胺杂质a标准曲线图；

图7亚硝胺杂质b标准曲线图；

图8亚硝胺杂质c标准曲线图；

图9磺酸酯杂质a标准曲线图；

图10磺酸酯杂质b标准曲线图；

图11磺酸酯杂质c标准曲线图；

图12为设备结构示意图；

图13为泵层俯视内部结构示意图；

图14为流动相溶剂层的内部结构示意图；

图15为溶剂筒的内部结构示意图。

图中：1、检测层；2、色谱柱层；3、待检测溶液层；4、泵层；5、流动相溶剂层；6、旋盖；7、泵；8、输入口；9、壳体；10、从动齿轮；11、流动相板；12、排出端；13、通道；14、进入端；15、偏心块；16、主动齿轮；17、溶剂筒；18、L形连接头；19、堵头；20、卡板；21、通孔；22、封帽；23、第一开口；24、插口；25、第二开口；26、弹簧。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

苯胺杂质c制备：取2.0g苯胺杂质b，加入20ml 30％氢氧化钠溶液中，升温至60℃搅拌反应4h。TLC监控，待反应完全后，冷却至室温，滴加2N盐酸溶液，调节体系pH值至6-7,固体析出，10min后复测，确保pH为6-7。20ml乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥2h。过滤，滤液加入4g硅胶拌样，过硅胶柱纯化。得苯胺杂质c，批号：22152315。

实施例二

亚硝胺类杂质a的制备：取4.0g邻甲氨基苯甲酸甲酯，加入40ml水，冰水浴降温至内温2℃。取1.1当量亚硝酸铵溶于5ml水中，加入反应体系。缓慢滴加1.2当量的4N盐酸。维持体系温度反应1h。过滤，滤饼水洗两遍。冻干机冻干得亚硝胺杂质a，批号：22160114。

实施例三

亚硝胺类杂质b的制备：取4.6g邻甲氨基苯甲酸乙酯，加入45ml水，冰水浴降温至内温2℃。取1.1当量亚硝酸铵溶于5ml水中，加入反应体系。缓慢滴加1.2当量的4N盐酸。维持体系温度反应1h。过滤，滤饼水洗两遍。冻干机冻干得亚硝胺杂质b，批号：22160115。

实施例四

亚硝胺类杂质c的制备：取3.5g邻甲氨基苯甲酸，加入35ml水，冰水浴降温至内温2℃。取1.1当量亚硝酸铵溶于5ml水中，加入反应体系。缓慢滴加1.2当量的4N盐酸。维持体系温度反应1h。过滤，滤饼水洗两遍。冻干机冻干得亚硝胺杂质c，批号：22160116。

实施例五

磺酸酯类杂质a的制备：取糖精钠合成中间体2-(氯磺酰基)苯甲酸甲酯5g，溶于20ml无水甲醇，加入2.0当量三乙胺，50℃搅拌反应7h。反应结束后，减压蒸干溶剂，硅胶柱纯化得磺酸酯类杂质a，批号：22170423。

实施例六

磺酸酯类杂质b的制备：取2-(氯磺酰基)苯甲酸乙酯5.2g，溶于20ml无水甲醇，加入2.0当量三乙胺，50℃搅拌反应9h。反应结束后，减压蒸干溶剂，硅胶柱纯化得磺酸酯类杂质b，批号：22170424。

实施例七

磺酸酯类杂质c的制备：取2-(氯磺酰基)苯甲酸4.9g，溶于20ml无水甲醇，加入3.0当量三乙胺，50℃搅拌反应12h。反应结束后，减压蒸干溶剂，硅胶柱纯化得磺酸酯类杂质c，批号：22170425。

实施例八：高效液相色谱分析

色谱条件：

检测波长：255nm

流速：1.0ml/min

柱温：30℃

色谱柱：Welch-C18 Superb柱，4.6mm×250mm，5μm

流动相：40％乙腈水溶液，冰乙酸调pH至6

洗脱方式：梯度洗脱

进样量：20μl

稀释溶剂：水

样品浓度：1.0mg/ml

计算公式：

溶液配置：

空白溶剂(Blank)：水。

供试液(SSol)：取市售糖精钠10.00g，精密称定，加100ml水溶解，乙酸乙酯萃取(20ml×2)，合并有机相，减压蒸干溶剂；加入5ml乙腈溶解，作为供试液。

杂质对照品溶液(STD)：称取各杂质约50mg，分别置20ml量瓶中，用乙腈-水(1:1)溶解并稀释至刻度，摇匀，即得母液；精密量取各对照品母液1.0ml置于同一50ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得储备液；精密量取储备液1.0ml置25ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得每1ml中约含各杂质对照品2μg的溶液。

检测限与定量限：

试验方法：取限度浓度混合对照品溶液和储备液按下表用水稀释成一系列浓度的混合溶液，按信噪比≥3作为检测限；按信噪比≥10作为定量限。

试验结果：见下表。

最低检测限

最低定量限

标准曲线方程

实施例九

如图12-15所示，本发明还提供了一种糖精钠杂质检测设备，从下到上依次包括检测层1、色谱柱层2、待检测溶液层3、泵层4和流动相溶剂层5，流动相溶剂层5的前侧壁开设有若干个通孔21，若干个通孔21的内部均穿设有堵头6，堵头6的外侧壁对称固定有卡板20，卡板20的前表面与流动相溶剂层5前侧壁后表面相贴合，堵头6的前端位于流动相溶剂层5的前表面固定有旋盖6，且堵头6的后端螺纹连接有溶剂筒17，溶剂筒17的内部后端中间处一体成型有插口24，插口24的外侧套设有封帽22，封帽22与插口24之间通过弹簧26相连接，插口24的外侧壁开设有多个第一开口23，流动相溶剂层5的内底部固定有多个L形连接头18，L形连接头18的水平段插接于插口24的内部，且其端部抵接于封帽22的内前端，L形连接头18的外侧壁开设有多个第二开口25；

泵层4的内部固定有泵7，泵7的输入端固定有多个输入口8，且泵7的右侧固定有壳体9，壳体9的内部转动连接有主动齿轮16，主动齿轮16的中轴左端与泵7的动力输出端固定连接，壳体9的内部关于主动齿轮16对称转动连接有从动齿轮10，两个从动齿轮10均与主动齿轮16相啮合，且两个从动齿轮10的右端均固定有偏心块15，壳体9的右侧固定有流动相板11，流动相板11的内部开设有多个通道13，通道13的两端分别一体成型有进入端14和排出端12，进入端14通过软管与L形连接头18的输出端相连接，排出端12通过软管与输入口8相连接；

检测层1、色谱柱层2、待检测溶液层3与现有液相色谱仪相同，泵7与待检测溶液层3和色谱柱层2的连接也与现有液相色谱仪相同。

使用的时候，将待检测溶液放入到待检测溶液层中，然后转动旋盖6至水平状态后，向外即可将溶剂筒17拉出，然后将溶剂筒17上的堵头19拧下，将流动相溶剂注入到溶剂筒17中，然后再将堵头19拧回，并将溶剂筒17插入到流动相溶剂层5中，此时，L形连接头18会插入到溶剂筒17中的插口24中，并会将封帽22推开，此时第一开口23和第二开口25会将溶剂筒17与L形连接头18连通，然后启动泵层4中的泵7，溶剂筒17中的溶剂会进入到流动相板11中的通道13中，由于通道13由多个平滑短和弯曲段构成，并且各段之间相互连通，溶剂流动到平滑段和弯曲段的连接处会相互阻碍，从而可以使溶剂缓慢的通过通道，同时泵7在运行的过程中，会通过主动齿轮16带动两个从动齿轮10以及其上的偏心块15转动，并产生振动，从而可以将通道中溶剂中的气泡消除。后续流程与现有液相色谱仪的检测流程相同，再次不做赘述。

其中本文中出现的电器元件均为现实中存在的电器元件。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。