一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測方法及其試劑盒的製作方法
2023-05-27 15:55:16
一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測方法及其試劑盒的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測方法及其試劑盒。金屬催化偶聯反應為甲醛、胺類和炔烴在金屬催化劑的作用下偶聯反應形成炔基丙胺，胺類為環狀或非環狀，能連接螢光基團和/或惰性的固體載體。該方法可以採用連接固體載體的方式。本發明還提供了一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測試劑盒，包含胺類、炔烴、金屬催化劑和反應介質。還提供了一種包含與胺類連接的固體載體的試劑盒。本發明的檢測方法和試劑盒用於食品中甲醛的檢測，採用螢光檢測，整個反應系統被固定在固體載體上，便於對多餘的反應物進行洗脫，具有較高的收率，且檢測快捷，1小時之內可完成。
【專利說明】一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測方法及其 試劑盒
【技術領域】
[0001] 本發明屬於甲醛檢測領域，具體涉及一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的 檢測方法及其試劑盒。
【背景技術】
[0002] 近年來，有關"食物中毒"和"不安全食品"的報導時常見諸新聞標題。伴隨著高 昂的醫療費用支出和生產力的損失，食品事故可以造成巨大的經濟損失。根據世界衛生組 織的國際貿易統計，食品事故對中國的食品出口造成了非常大的負面影響，由此造成的損 失佔據了全球農業貿易總額的4. 1%。由於生活水平的提高，食品貿易的全球化，食品技術 的發展，以及信息的高速傳播，食品安全是現今人類從地方，國家到國際層面上都必須解決 的重大問題之一。
[0003] 甲醛存在於很多活體體內，是正常新陳代謝過程中產物，因此可在蘑菇，肉類，多 種果蔬等新鮮和加工食物中正常存在。由於甲醛會很快被代謝為無毒的甲酸，因此活體中 游離甲醛的濃度通常都是很低的。但是，最近人們發現，在大陸地區甲醛被人為的應用於食 品加工過程中漂白，蛋白質絮凝和防腐工序，從而對公眾健康造成嚴重傷害。受到影響的食 品包括蝦仁，腐竹，綠豆粉絲和牛肚、雞爪等食品。
[0004] 大量接觸甲醛可以導致急性中毒、皮膚過敏、過敏性氣喘和受激問題，而甲醛的慢 性毒性包括神經毒性、生殖系統毒性、血液毒性、基因毒性和對肺功能的損害。國際癌症研 究機構（IARC)研究表明甲醛是一種導致人類罹患鼻咽癌的物質。正因為甲醛對人體健康 有著負面影響，世界衛生組織（WT0)規定，甲醛每日耐受攝入量為0. 15mg/kg/天。而美國 環保局確定了甲醛的口服參考劑量為〇. 2mg/kg/天。
[0005] 在香港，甲醛是不允許用於食品用途的。為了應對公眾對於食品中甲醛的擔憂，食 品安全中心（CFS)自2007年起定期開展針對白飯魚中甲醛的食品調查行動。CFS報導稱， 迄今為止，從當地市場抽取白飯魚樣品一共56份，當中發現有19份曾非法使用甲醛。甲醛 主要是在白飯魚捕撈後，運輸或者儲存中用作保鮮劑。
[0006] 檢測是確保食物的安全和質量必不可少的手段。人們開發了多種檢測手段以測定 食物中甲醛的含量，其中包括氣相色譜、液相色譜、螢光檢測和分光光度法。配有UV檢測器 的高壓液相色譜是迄今應用最為廣泛的檢測食物中甲醛的技術。但是，除了儀器設備投入 高昂和操作技能需求高之外，此方法靈敏度和選擇性都相對較低（例如，多種羰基化合物 都會產生幹擾），對多組分混雜的食物樣品需要冗長的預處理。
[0007] 除開最常用的HPLC-UV方法，最近開發了利用微流控晶片快速檢測食物中甲醛的 方法。但是，同樣的，此方法儀器的設備投入高昂和操作技能需求高，靈敏度和選擇性也相 對較低（例如，多種羰基化合物都會產生幹擾），對多組分混雜的食物樣品需要冗長的預 處理過程。現今市面上主流的快速檢測盒主要是針對空氣和生物醫學樣品中甲醛的測定。 Global Complex公司最近開發了一款使用比色法的測試盒，允許對食品中的甲醛進行快速 測定。但是比色法（如讀取紅/粉紅顏色時）容易受到食物中的天然色素的幹擾。更重要 的是Global Complex並沒有清晰的提到此方法的靈敏度和動態範圍。因此，人們迫切需要 開發一種簡單廉價，且具有高度靈敏度和選擇性的方法以快速測定食物中的甲醛。
[0008] 近年來，金屬催化甲醛、胺類和炔烴的三組分偶聯反應成為合成炔基丙胺的一種 便捷方法。炔基丙胺是一種有機合成中具有多種應用的人造中間體，也是天然產物以及治 療性藥物分子中的重要結構片段。甲醛是自然界中最小的醛類，可以期望通過增大二級胺 中氨基附近的空間位阻來提高甲醛檢測的選擇性。
[0009] 但，該方法檢測時間較長，一般檢測時間都多於1小時，而且應用在生產一線的質 量控制和現場食品安全檢查甲醛不夠方便快捷。因此需要進一步發展成簡單廉價的快速檢 測盒，不但可以用於生產一線的質量控制，還可以輔助政府相關部門進行高通量的食物安 全現場檢測工作。長遠而言，針對於生產一線的質量控制和現場食品安全檢查這兩方面工 作，需要建立一個全新的化學技術平臺，通過使用特製的螢光探針實現對食品中有害物質 簡單廉價、高通量和快速的檢測，以保證食品安全，增強社區公共健康。
【發明內容】
[0010] 為克服上述技術缺陷，本發明提供了一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的 檢測方法及其試劑盒。通過使用特製的螢光探針實現對食品中有害物質簡單廉價、高通量 和快速的檢測。
[0011] 所述金屬催化偶聯反應為甲醛、胺類和炔烴在金屬催化劑的作用下偶聯反應形成 炔基丙胺，所述偶聯反應的反應式如下：
[0012]
【權利要求】
1. 一種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測方法，其特徵在於，所述金屬催化 偶聯反應為甲醛、胺類和炔烴在金屬催化劑的作用下偶聯反應形成炔基丙胺，所述偶聯反 應的反應式如下：
其中， R1至R4為氧、齒素、雜原子、輕基、燒氧基、竣基、撰基、氛基、氣基、取代氣基、硝基、燒 基、取代烷基、芳基、取代芳基、雜原子芳基和取代雜原子芳基中的一種或多種； R5為氧、齒素、雜原子、輕基、燒氧基、竣基、撰基、氛基、氣基、取代氣基、硝基、燒基、取 代烷基、芳基、取代芳基、雜原子芳基和取代雜原子芳基中的一種或多種； η為0至10之間的整數； R6為氧、齒素、雜原子、輕基、燒氧基、竣基、撰基、氛基、氣基、取代氣基、硝基、燒基、取 代烷基、芳基、取代芳基、雜原子芳基和取代雜原子芳基中的一種或多種； 胺類II是環狀或非環狀；能連接螢光基團和/或惰性的固體載體； 炔烴III能連接螢光基團和/或惰性的固體載體； 反應物比例為甲醛：胺類：炔烴：金屬催化劑=1 :〇. 03-10 :0. 05-20 :0. 007-5 ; 反應條件為反應介質中20-KKTC反應。
2. 根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，所述胺類為
所述螢光基團為香豆素。 Ψ
3. 根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，所述炔烴為
中的任意一種，所述螢光基團為香 豆素。
4. 根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，所述金屬催化劑為
3b和3c中的任意一種。
5. 根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，所述反應介質為乙氰、水、緩衝溶液、 二氯甲烷、己烷、乙醚、氯仿、甲醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、二甲基甲醯胺、二惡烷、四氫呋喃、 1，2-二氯乙烷和乙酸乙酯中的一種或多種。
6. 根據權利要求1-5之一所述的檢測方法，其特徵在於，還包括固體載體，所述固體載 體與所述胺類連接，所述固體載體為環糊精、樹脂、玻璃、紙張、二氧化矽、塑料或布料中的 一種。
7. 根據權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於，所述樹脂為2-氯三苯甲基氯樹脂。
8. -種基於金屬催化偶聯反應的食品中甲醛的檢測試劑盒，其特徵在於，所述試劑盒 包含胺類、炔烴、金屬催化劑和反應介質； 所述胺類為
所述螢光基團為香豆素； 所述炔烴為
中的任意一種，所 述螢光基團為香豆素； 所述金屬催化劑為中的任意一 種；
所述反應介質為乙氰、水、緩衝溶液、二氯甲烷、己烷、乙醚、氯仿、甲醇、正丁醇、甲苯、 二甲苯、二甲基甲醯胺、二惡烷、四氫呋喃、1，2-二氯乙烷和乙酸乙酯中的一種或多種。
9. 根據權利要求8所述的檢測試劑盒，其特徵在於，還包括固體載體，所述固體載體與 所述胺類連接，所述固體載體為環糊精、樹脂、玻璃、紙張、二氧化矽、塑料或布料中的一種。
10. 根據權利要求9所述的檢測試劑盒，其特徵在於，所述樹脂為2-氯三苯甲基氯樹 脂。
【文檔編號】C07D211/58GK104193672SQ201410409453
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】相大鵬, 黃文健, 劉青, 韋曉群, 黃家興, 黃茳釩, 邵仕萍 申請人:廣東出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心, 香港理工大學