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關鍵詞 :食品; 氯丙醇; 在線凝膠滲透色譜氣相色譜串聯質譜; 固相支持液液萃取凈化; 非衍生化
1 引 言
氯丙醇類化合物(包括3MCPD, 2MCPD, 1,3DCP和2,3DCP)早期在于酸水解植物蛋白液及以其為原料的調味品(如醬油等)中發現[1~3],之后又陸續在面包、香腸、咖啡、谷物類等食品中檢出[4~8]。
毒理學研究表明,3MCPD可以通過血睪屏障和血腦屏障,并在體液中廣泛分布,具有生殖、腎臟和神經毒性[9,10]。WHO/FAO食品添加劑和污染物聯合專家委員會(JECFA)確定1,3DCP具有體外遺傳毒性和生殖毒性,會引起大鼠肝、腎臟、甲狀腺等的癌變[11];2,3DCP會對肝、腎臟及產生影響[11]。
目前,食品中氯丙醇的檢測通常采用七氟丁酰咪唑(HFBI)、七氟丁酰酐(HFBA)[12]、三氟乙酸酐(TFAA)[13]和苯硼酸[1]等衍生試劑將氯丙醇衍生,利用氣相色譜質譜(GCMS或GCMS/MS)法進行測定[14~18]。我國食品安全國家標準 GB/T 5009.1912006《食品中氯丙醇含量的測定》中氯丙醇的測定采用的是以HFBI衍生化的GCMS方法[19]。在上述方法中,衍生化步驟繁冗復雜;衍生物穩定性較差,需衍生后盡快完成測定;衍生試劑昂貴,增加樣品檢測成本,并且對環境濕度要求極高,否則易吸潮變質。
Online GPCGCMS是將凝膠滲透色譜和GCMS在線聯用的分析檢測技術,能將樣品凈化液中分子量較大的脂類、色素等干擾物質與目標物分離,減少基質影響,降低分析背景,提高重現性,實現連續自動的部分前處理和儀器測定的在線分析,加快分析速度和提高分析結果的準確性。與GCMS相比,GCMS/MS將離子碎片施予適當能量再次打碎,形成二級離子碎片,增強了結構解析和定性能力,更有效地排除基質干擾。本研究建立了非衍生化的Online GPCGCMS/MS法直接測定食品中氯丙醇的檢測方法,同時對食品樣品的前處理方法進行了優化。本方法對樣品的適用性廣泛,不僅適用于調味品,也適用于面包、糕點等其它食品樣品。
2 實驗部分
2.1 儀器、試劑與材料
Online GPCGCMS/MS系統(日本Shimadzu公司),GPC系統包括SIL20ADvp自動進樣器、ShodexEV200AC凝膠滲透色譜柱(150 mm × 2 mm)、CTO20ASvp柱溫箱、SPD20Avp紫外檢測器;GCMS/MS系統包括QP2010Plus氣相色譜儀、TQ8040型質譜聯用儀,并配有PTV2010大體積進樣器;MilliQ超純水器(美國Millipore公司);G560E型渦旋混合器(美國Scientific Industries公司);NEVAPTM111型吹氮濃縮儀(美國Organomation Associates公司);G560E渦旋混合器(美國Scientific Industries公司);AL204分析天平(瑞士梅特勒公司);NDO400型電熱恒溫鼓風干燥箱(杭州匯爾儀器設備有限公司);微量移液器(德國Eppendorf公司)。
3MCPD(純度98%,德國Aldrich公司);五氘代3氯1,2丙二醇(D53MCPD,純度≥99%,德國DrEhrenstorfer公司);1,3DCP、2,3DCP、五氘代1,3二氯2丙醇(D51,3DCP)和五氘代2,3二氯1丙醇(D52,3DCP)(純度≥97%,德國Fluka公司);2MCPD、五氘代2氯1,3丙二醇(D52MCPD)(純度≥98%,加拿大TRC公司);正己烷、乙酸乙酯(色譜純,美國J.T. Baker公司);無水Na2SO4(優級純,天津市津科精細化工研究所,使用前經195℃烘烤8 h使用);ExtrelutTM NT硅藻土填料(德國Merck公司)。
2.2 標準溶液的配制
分別準確稱取各氯丙醇和氘代氯丙醇標準品10 mg(精確至0.01 mg),用乙酸乙酯溶解并定容至不同的10 mL棕色容量瓶中,配制成1000 mg/L標準儲備液,于20℃貯存。準確吸取各氯丙醇標準儲備液, 用正己烷逐級稀釋,配制成10 mg/L氯丙醇混合標準使用液。準確吸取各氘代氯丙醇標準儲備液,用正己烷稀釋,配制成10 mg/L氘代氯丙醇混合標準使用液。分別準確吸取適量氯丙醇標準使用液和適量氘代氯丙醇標準使用液, 用正己烷稀釋,配制成0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5和1.0 mg/L的氯丙醇系列混合標準工作液,其中氘代氯丙醇的含量均為0.2 mg/L。
2.3 實驗方法
2.3.1 樣品提取與凈化 準確稱取2 g試樣于10 mL離心管中(若為固體或半固體試樣,則加入2 mL水,溶解后混勻),加入10 mg/L氘代氯丙醇混合標準使用液20 μL,渦旋30 s,加入到填充了2 g ExtrelutTM NT硅藻土填料的塑料層析柱(180 mm × 150 mm)中,靜置10 min,用3 mL正己烷淋洗,棄去流出液,以10 mL乙酸乙酯進行固相支持液液萃取,收集流出液至裝有3 g無水Na2SO4的離心管中,充分吸收水分,轉移上清液并于30℃以氮氣吹至近干,用正己烷定容至1 mL,渦旋混勻,無水Na2SO4除水,待測。
2.3.2 Online GPCGCMS/MS條件 Online GPC條件:泵流速0.1 mL/min;柱溫40℃;載氣吹掃0.1 min; 流動相為丙酮環己烷(3∶7, V/V)。
氣相色譜質譜條件: 氣相色譜柱系統包括空柱(惰性石英管,5 m × 0.53 mm)、預柱(DB5MS石英毛細管柱,5 m × 0.25 mm × 0.25 μm)和分析柱(DB5MS石英毛細管柱,30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)。進樣體積:10 μL,不分流進樣。進樣口程序升溫:120℃保持5 min,以100℃/min升至280℃,并恒溫15.9 min。進樣時間:7 min;柱溫箱程序升溫:82℃保持5 min,以8℃/min升至150℃,繼續以25℃/min升至250℃,并保持5 min。載氣:高純氦氣(純度99.999%),流速為1.75 mL/min。離子源:電子轟擊源,溫度為200℃。溶劑延遲時間為10 min。采用多反應監測模式(MRM)掃描,主要質譜參數見表1。
3 結果與討論
3.1 Online GPC收集時間考察
Online GPCGCMS/MS的原理是樣品經Online GPC柱分離,廢液通過六通閥排出,含有目標物的餾分先被儲存在定量補集環路(200 μL)中,再全部注入GC,通過溶劑蒸汽出口排出溶劑,同時目標分析物保存在預柱中。待溶劑排出口關閉后柱,柱溫箱開始升溫,目標物進入分析柱分離,因此收集時間的選擇顯得尤為重要。配制0.5 mg/L氯丙醇混合標準溶液,重復進樣5次,獲得目標物在GPC上保留時間為3.99~ 4.05 min,考慮到靈敏度和基質去除效果,確定收集時間為3.80~4.25 min。氯丙醇及其內標混合標準溶液(0.2 mg/L)的MRM質譜圖見圖1, 各氯丙醇的色譜圖見圖2和圖3。
3.2 樣品凈化方法的優化
文獻 [20,21]利用ExtrelutTM NT硅藻土進行固相支持液液萃取凈化,測定食用植物油中的氯丙醇,使提取液先吸附于硅藻土表面,經正己烷淋洗去除脂肪和色素后,以乙酸乙酯與吸附于硅藻土表面的氯丙醇進行液液萃取。本實驗對乙酸乙酯溶劑(純度≥99%)的用量(2, 4, 6, 8, 10和12 mL)進行了優化,結果見圖4,當乙酸乙酯用量為10 mL時,各氯丙醇的峰面積響應值最高。因此,乙酸乙酯用量選擇10 mL。
考慮到Online GPC的在線凈化能力以及簡化實驗操作,比較了不經填料吸附直接進行液液萃取凈化的傳統方法與以ExtrelutTM NT硅藻土進行的固相支持液液萃取凈化方法的效果,以空白醬油樣品添加回收實驗的方式(0.2 mg/L)測得4種氯丙醇的回收率分別為53.2%~81.2%和83.3%~110.1%。結果表明,以ExtrelutTM NT硅藻土進行的固相支持液液萃取凈化的效果更好、準確度更高。
3.3 方法學驗證
3.3.1 線性范圍、檢出限和定量限 以氯丙醇混合標準使用液及氯丙醇內標標準使用液配制濃度分別為0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5和1.0 mg/L(內標濃度均為0.2 mg/L)的氯丙醇系列標準工作液,經Online GPCGCMS/MS測定。以氯丙醇的色譜峰峰面積與其對應的內標的色譜峰峰面積之比(y)為縱坐標,氯丙醇與其對應內標的濃度之比(x)為橫坐標,繪制標準工作曲線,結果見表2。4種氯丙醇在0.005~1.0 mg/L范圍內呈現良好的線性關系,相關系數(R)均大于0.999。
在空白醬油樣品中添加0.001, 0.002, 0.005和0.010 mg/L 4個水平的3MCPD, 2MCPD, 1,3DCP和2,3DCP標準樣品。以3倍信噪比(S/N=3)所對應的含量作為方法的檢出限(LOD),以10倍信噪比(S/N=10)所對應的含量作為方法的定量限(LOQ),得到氯丙醇類化合物的檢出限在0.002~0.005 mg/kg之間, 定量限在0.005~0.01 mg/kg之間,結果見表2。與文獻[19]報道的衍生化方法相比,本方法的檢出限更低(表3)。
3.3.2準確度與精密度 以空白醬油加標回收率表示方法的準確度,以回收率的相對標準偏差(RSD)表示方法的精密度。在空白醬油樣品中添加0.02, 0.1和0.5 mg/L的3MCPD, 2MCPD, 1,3DCP, 2,3DCP標準樣品,每個加標水平平行測定6份,結果見表4。4種氯丙醇的3個水平加標回收率和相對標準偏差(RSD)分別為94.8%~106.3%(2.2%~10.3%), 91.8%~108.8%(2.1%~10.6%)和83.1%~109.4%(1.3%~9.4%)。結果表明,方法的精密度和準確度良好。
3.4 實際樣品分析
利用本方法對于北京地區超市、農貿市場及相關食品企業采集的78份食品樣品(其中包括醬油20份、料酒16份、面包糕點21份、雞精15份、水解植物蛋白液3份、水解植物蛋白粉3份)進行了檢測,結果見表5。在檢測的78份樣品中,3MCPD的檢出率最高,為100%(78/78),2MCPD的檢出率為67.9%(53/78),1,3DCP和2,3DCP的檢出率相對較低。依據食品安全國家標準GB27622012《食品中污染物限量》[22]對液態調味品和固態調味品中3MCPD的限量標準(0.4和1.0 mg/kg),醬油、水解植物蛋白液、水解植物蛋白粉、料酒、雞精樣品超標率依次為4/20, 2/3, 1/3, 2/16, 0/15。由樣品檢測結果可見,某些食品中氯丙醇污染水平仍然較高,因此有必要對食品中氯丙醇污染進行監測,并采取相應的監督管理措施。
4 結 論
結合固相支持液液萃取凈化樣品前處理技術,建立了無需衍生化反應的Online GPCGCMS/MS同時測定食品中氯丙醇的方法。通過線性實驗、空白加標回收實驗等方法學實驗驗證了方法的準確性。與傳統的GCMS衍生化方法相比,本方法簡便、快速、經濟,適于食品中氯丙醇的檢測。實際樣品檢測結果表明,不同食品中仍存在氯丙醇污染超過我國相關限量標準的現象,因此有必要加強監測及相應的監督管理措施。
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22 GB/T 2762-2012, Ministry of Health of the People′s Republic of China. The Limit of Contaminants in Foods, 2012
GB/T 2762-2012, 中華人民共和國衛生部. 食品中污染物限量, 2012
【關鍵詞】 高效凝膠色譜法; 多花黃精多糖; 分子量及其分布
多花黃精多糖是從傳統中藥百合科植物多花黃精中發現并分離出一種低分子量活性多糖,為新藥(中藥)原二類,全國第一個治療病毒性角膜炎的中藥。多花黃精多糖抗單純皰疹病毒i型的體外細胞培養試驗結果結果表明,多花黃精多糖有明顯的抗單純皰疹病毒i型的作用。多糖為單糖的天然聚合物,多糖的性質和藥理作用與其分子量大小,分子量分布及其結構密切相關。多糖的分子量不是均一的,具多分散性,需要用統計方法表征其平均分子量及其分子量分布。高效凝膠色譜法測定多糖的分子量及其分布,具有快速,重現性好等優點,在國內外得到了廣泛的應用[1]。多花黃精多糖為水溶性多糖,針對其單糖組成和空間結構與葡聚糖相似,在色譜柱的選擇上傾向于更適合于水溶性多糖分離測定用的shodex ohpak sb803hq系列(對葡聚糖的排阻極限為1×105)。有關多花黃精多糖的平均分子量及其分子量分布尚未見相關報道,本文應用凝膠滲透色譜(gpc)法測定多花黃精多糖的平均分子量及其分子量分布[2],為考察生產工藝的穩定一致性及控制產品質量提供了科學依據,為多花黃精多糖分子大小和藥理作用的相關性研究打下了一定基礎。
1實驗部分
1.1儀器與試藥
agilent 1100型高效液相色譜儀(自動進樣器),示差折光檢測器。shodex ohpak sb803hq凝膠色譜柱。北京龍智達公司提供gpc專用軟件。
供分子量測定用右旋糖酐分子量標準對照品(中國藥品生物制品檢定所提供,d0、d1、d2、d3、d5、d6、d8、d2000分子量依次為180、2500、4600、7100、21400、41100、133800、2000000);其余試劑均為分析純;高純水用milliporeq超純水系統制得。
試驗用樣品多花黃精多糖由四川泰華堂制藥有限公司提供。
1.2方法與結果
1.2.1色譜條件色譜柱為shodex ohpak sb803hq,流動相為0.71%硫酸鈉溶液(內含0.02%疊氮鈉),柱溫:35 ℃,示差折光檢測器(檢測器溫度35 ℃),流速0.5 ml·min-1,取供試品溶液及對照品溶液各20μl注入液相色譜儀。
1.2.2溶液的制備取多花黃精多糖適量,加流動相制成每1 ml中約含10 mg的溶液,振搖,室溫放置過夜,作為供試品溶液。另取d0,d2000及4~6個已知分子量的葡聚糖對照品,同法制成每1ml中各含10 mg的溶液作為對照品溶液。
1.2.2.5系統適應性試驗取葡萄糖對照品溶液(d0),按1.2.1的色譜條件進樣,紀錄色譜圖,按葡萄糖峰計算理論塔板數n=5.54×trw1/2=16083;另取d2000對照品溶液,1.2.1的色譜條件進樣,紀錄色譜圖,計算分配系數,kd=trt0ttt0=0.52,kd在0~1之間,符合中國藥典2005年版的要求。式中tr為供試品峰保留時間,t0為藍色葡聚糖(d2000)峰保留時間,tt為葡萄糖(d0)峰保留時間。
1.2.3標準曲線的制備及樣品測定
取上述右旋糖酐系列對照品溶液分別進樣,記錄洗脫峰的保留時間,由gpc專用軟件繪制標準曲線,以標準分子量的對數值為縱坐標,以相應色譜峰的保留時間為橫坐標進行線性回歸,得回歸方程。該方法的標準校正曲線線性良好,相關系數達0.9997。根據gpc專用軟件繪制的標準曲線及供試品的保留時間采用gpc專用軟件計算樣品各組分的重均分子量及其分子量分布。 表1 右旋糖酐分子量標準對照品保留時間及其相應的對數值
1.2.4 精密度試驗取供試品溶液20 μl,按“1.2.1”項下色譜條件,連續測定5次,根據gpc曲線計算重均分子量(mw)分別為5018,5009,5009,5028,5017,rsd為0.16%,表明該系統測定樣品分子量的精密度良好。
1.2.5重復性試驗取批號為060701的樣品,按“1.2.2”項下方法分別制備供試品溶液5份,按“1.2.1”項下色譜條件測定分子量及其分子量分布,根據gpc曲線計算重均分子量(mw)分別為5020,5028,5044,5054,5053,rsd為0.30%。表明該分析方法測定樣品分子量精密度良好。
1.2.6穩定性試驗取同一供試品溶液,按“1.2.1”項下色譜條件,在0h、2h、4h、8h、12h和24h分別進樣,測定分子量及分子量分布,根據gpc曲線計算重均分子量(mw)分別為5055,5090,5100,5126,5160、5046,rsd為0.84%。表明供試品溶液在24小時內穩定。
1.2.7樣品的測定取不同批號的多花黃精多糖樣品,按“1.2.2”項下的方法制備供試品溶液,然后按“1.2.1”項下的色譜條件測定分子量及分子量分布,結果見表2。表2 3 批樣品重均分子量及其分布情況表
2討論
根據以上測定結果可見,測定的三批多花黃精多糖的重均分子量分布在2500~7500之間,分布寬度小于2.0。用本方法測定多花黃精多糖的分子量與分子量分布,準確可行,簡便快捷,精密度好。
分布寬度的引入,使多花黃精多糖的分子量分布更具可控性,能夠通過檢測該指標反映生產該樣品的工藝的變化以及樣品質量的變化,使得樣品的質量更具有可控性。
【關鍵詞】 寧心膠囊;薄層色譜法;丹參酮ⅡA;黃芪甲苷;苦參堿
Abstract:Objective To establish the qualitative identification methods of Ninxin Capsules. Methods TLC method was used to identify salvia miltiorrhiza, membranous milk vetch root, radix sophorae flavescentis, with chemical substance and medicinal materials as reference. Results The spots for TLC identification of sample, preparation of chemical reference (Tanshinone IIA, astragaloside, matrine) and medicinal materials (salvia miltiorrhiza, membranous milk vetch root, radix sophorae flavescentis) were in the same position with the same color. Conclusion The method is reproducible and feasible, and provides basis for the qualitative quality standard of Ninxin Capsules.
Key words:Ninxin Capsules;TLC;Tanshinone IIA;astragaloside;matrine
寧心膠囊為本院制劑,由丹參、黃芪、苦參等藥物組成,具有寧心安神、益氣養心、活血通脈功效和抗心律失常作用,對胸痛、心悸也有良好的治療效果。本試驗采用薄層色譜法,對寧心膠囊樣品中的主要組成藥物丹參、黃芪、苦參等進行定性鑒別,為本品的質量控制提供依據。現將試驗結果報道如下。
1 儀器與試藥
PBQ-1型自動鋪板器(重慶南岸動力儀器廠),恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司),紫外透射反射儀(北京六一儀器廠),KQ-500超聲波清洗器(上海超聲波儀器廠)等。
寧心膠囊(本院制劑室自制,批號080613、081025、090301);對照藥材丹參、黃芪、苦參(購自江蘇南通鑫鑫醫藥藥材有限公司,經本院陳峰生主任中藥師鑒定);對照品丹參酮ⅡA(批號110766-200416)、黃芪甲苷(批號781-9002)、苦參堿(批號100078-200414),供含量測定用,購自中國藥品生物制品檢定所。硅膠G(青島海洋化工有限公司產品)。所用化學試劑均為分析純。
2 方法與結果
2.1 丹參的鑒別
取丹參酮ⅡA對照品,加乙酸乙酯制成每1 mL含2 mg的溶液,作為對照品溶液。取本品內容物粉末2 g,加乙醚10 mL,置具塞試管中,超聲提取30 min,濾過,濾液揮干,殘渣加醋酸乙酯1 mL使溶解,作為供試品溶液。取丹參藥材1 g,按上述供試品溶液的制備方法制成對照藥材溶液。按處方量,取除丹參外的其余藥味按工藝要求制成缺丹參的樣品,按供試品溶液制備方法制備陰性供試品溶液。吸取上述溶液各5 ?L,分別點于以同一羧甲基纖維素鈉為粘合劑的硅膠G薄層板上,照薄層色譜法[2005年版《中華人民共和國藥典》(一部)附錄ⅥB]試驗[1],以苯-乙酸乙酯(19∶1)為展開劑,展開,取出,晾干, 10%硫酸乙醇液噴霧顯色,熱風吹干(80 ℃),日光下檢視。供試品色譜中,在與對照藥材、對照品色譜相應位置上顯相同的暗紅色斑點,見圖1。
2.2 黃芪的鑒別
取黃芪甲苷對照品,加甲醇制成每1 mL含1 mg的溶液,作為對照品溶液。取本品內容物粉末2 g,置索氏提取器中,加甲醇50 mL冷浸1 h,水浴回流2 h;提取液回收甲醇并濃縮至干,殘楂加水10 mL微熱使溶解;用水飽和的正丁醇萃取3次,合并正丁醇萃取液,用氨試液處理2次,棄除氨液,正丁醇液蒸干,殘渣加水3~5 mL使溶解,放冷;通過D101型大孔吸附樹脂柱,先以水50 mL洗脫,棄除水液,再用40%乙醇30 mL洗脫,棄除40%乙醇液,繼用70%乙醇50 mL洗脫,收集洗脫液,蒸干,用甲醇溶解并轉移至2 mL量瓶內,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,作為供試品溶液。取黃芪藥材粉末1.5 g,依上述供試品溶液的制備方法制備對照藥材溶液。按處方量,取除黃芪外的其余藥味,按工藝要求制成缺黃芪的樣品,按供試品溶液的制備方法,制備陰性供試品溶液。吸取上述溶液各5 ?L,分別點于同一以羧甲基纖維素鈉為粘合劑的硅膠G薄層板上,照薄層色譜法[2005年版《中華人民共和國藥典》(一部)附錄ⅥB]試驗[1],以氯仿-甲醇-水(13∶6∶2)(10 ℃以下放置過夜)為展開劑,展開,取出,晾開。噴霧10%硫酸乙醇液顯色,熱風吹至斑點顯色清晰。供試品色譜中,在與對照藥材、對照品色譜相應位置上顯相同的暗藍色斑點,見圖2。
2.3 苦參的鑒別
取苦參堿對照品適量,加氯仿制成每1 mL含1 mg的溶液,作為對照品溶液。取本品內容物粉末1 g,置具塞錐形瓶中,加氯仿-氨水(25∶0.3)20 mL,超聲提取20 min,濾過,水浴蒸干,加氯仿適量溶解,濾過,定容至10 mL,作為供試品溶液。取苦參藥材粉末0.5 g,加氯仿25 mL,濃氨試液0.3 mL,放置過夜,濾過,濾夜蒸干,殘渣加氯仿0.5 mL使溶解,作為對照藥材溶液。按處方量,取除苦參外的其余藥味,按工藝要求制成缺苦參的樣品,按供試品溶液的制備方法制備陰性供試品溶液。取上述4種溶液各5 ?L,分別點于同一以2%氫氧化鈉溶液制備的硅膠G薄層板上,照薄層色譜法[2005年版《中華人民共和國藥典》(一部)附錄ⅥB]試驗[1],以苯-丙酮-甲醇(8∶3∶0.5)為展開劑,展開,取出,晾開,噴以碘化鉍鉀試液,熱風吹干。供試品色譜中,在與對照藥材、對照品色譜相應位置上顯相同的鮮紅色斑點,而陰性供試品色譜在此位置上無斑點,見圖3。
注:1,2.對照品;3,4.對照藥材;5,6.供試品;7,8.陰性供試品
圖3 苦參薄層鑒別圖譜
3 討論
苦參是本制劑的主要成分之一,筆者參考文獻[2]對苦參進行定性鑒別,同時對方中丹參、黃芪進行了定性鑒別。試驗結果顯示,制劑中丹參、黃芪、苦參藥材的薄層定性鑒別斑點清晰明顯,結果重復性好,可作為寧心膠囊制訂定性質量標準依據。本品君、臣藥指標性成分的含量測定方法與標準有待進一步研究制定。
參考文獻
【關鍵詞】節能環保;綠色混凝土;攪拌站
一、前言
預拌混凝土企業起源于對散裝水泥的運用,本身是一種節能減排的措施,但隨著人們對環境重視程度的不斷提高,“綠色生產”、“可持續發展”、“低碳”和“節能減排”等與環境協調發展等相關理念不斷在混凝土行業中出現,預拌混凝土生產過程中的環境污染問題越來越受到重視,從目前行業發展水平來看,存在的突出問題在于:
(1)預拌混凝土企業環保不達標,生產過程中的噪音、粉塵和廢水超標,對周邊環境和居民正常生活造成影響。(2)預拌混凝土企業綠化面積不達標,廠區污水橫流、粉塵飛揚,生產和運輸設備臟、亂、差,與周邊環境形成反差,破壞了城市整體形象。(3)許多企業在生產過程中過度消耗不可再生資源,不能對工業廢渣、再生骨料、尾礦等廢棄資源進行綜合利用。(4)預拌混凝土企業生產銷售過程中出現的廢棄混凝土未能得到及時有效利用,成為新的建筑垃圾,在增加資源消耗的同時加大了環境負擔。在這種發展現狀下,建設現代化綠色環保攪拌站已經成為加快建設資源節約型、環境友好型社會的必然要求。
南京普迪混凝土有限公司是1996年成立的南京市混凝土行業龍頭企業,目前有4個攪拌站,由于地處市區,均面臨著市政規劃的拆遷。作為南京市混凝土協會的會長級單位,公司在拆遷建站方面積極配合地方政府,并響應國家和社會的綠色環保要求,嚴格按照最新綠色混凝土生產企業規范,去年在南京江北永寧成功新建了一座綠色環保、全封閉的花園式工廠,完全解決了上述行業內普遍存在的問題。
本文以南京普迪混凝土有限公司永寧站建設實例,從建站背景和總體思路、選址和市場及投資分析、平面規劃和功能區分布、設備選型和三廢處理、管理創新和經營效果分析等方面成功經驗分析,以期為我國綠色混凝土攪拌站的建設和管理提高借鑒。
二、建站背景和總體思路
南京普迪混凝土有限公司自成立至今,已經成功運營了17年,曾經成功地抓住了南京市河西地區大開發的機遇,從當初的一個攪拌站,發展成為在南京江南、江北擁有4個攪拌站,6條生產線的大型混凝土企業,年生產銷售量一直處于南京市前三甲。隨著南京城市中心區的擴大和市政大型建設的要求,原處城市中心區的幾個攪拌站都面臨拆遷,同時,現代綠色攪拌站規范的出臺,對早期攪拌站節能環保的要求和壓力越來越大。公司在面臨外部拆遷壓力的同時,更考慮到企業的長遠發展必然要符合國家節能環保的綠色要求,決定從戰略的高度首先考慮在江北籌建高標準的綠色混凝土攪拌站。
通過市場和行業的充分調研,以及對國家相關政策的理解和把握,公司認為建設綠色節能環保站,既符合了國家對綠色建筑材料的要求,也能夠從企業內部管理運營上實現經濟效益。因此,公司的總體思路是:建設節能環保的綠色花園式工廠,以資源利用最大化、環境污染最小化、廠區建設最優化為基本目標,采用節能設備、先進技術與管理措施,將綠色理念貫穿攪拌站建設、運營的各個環節,實現混凝土生產全過程的綠色生產。
三、選址和市場及投資分析
(一)選址
根據公司建站的總體思路,公司成立新站籌備組,全權負責新站的籌備建設工作,首先,在江北選址。根據攪拌站拌和設備的自身特點,對場地的要求應從經濟、便利、安全和環保等方面綜合統籌考慮。
(1)場地應選擇交通便捷,原材料供應經濟方便。(2)場地選擇應考慮混凝土的運輸半徑輻射范圍和市場。(3)環保因素,場地應遠離住宅和人口稠密區。(4)場地的土地符合國家建設要求,并能實現長遠經營的需要。
基于以上四點,籌備組與江北永寧鎮達成一致,先期租用永寧57畝地,一年后拿到土地指標,土地轉讓給普迪公司,實現長久經營。從土地的位置、面積和道路狀況,非常適合做攪拌站。事實上,在選址過程中,公司已經貫徹了節能環保理念,我們曾經考察過的兩塊地就是因為位置和環境問題不符合節能環保理念而放棄。
(二)市場和投資分析
江北浦口是南京的新市區,與南京主城隔江相望,面積914平方公里,是長江進入江蘇段的第一門戶,也是南京“以江為軸,跨江發展”的中心區域。隨著省市政府沿江大開發和“跨江發展”戰略的實施,高速鐵路、城市輕軌、過江隧道等交通設施的貫通,整個浦口的建設和發展將迎來新契機。未來8~10年,浦口區將投入700億元用于江北新城的基礎設施建設,規劃建設面積約70平方公里,全面提升城市品質、完善城市功能。根據發展規劃,江北新城將著力培育“五大產業”、打造“十大功能區”,逐步拉開城市框架和產業載體框架。至2017年,現代化江北新城將基本建成,成為呼應江南主城,輻射蘇北皖豫的新城區。江北新城區的基礎建設,商業地產、房地產的開發,產業園區、沿江碼頭的興建,將為江北混凝土企業未來帶來較多的發展機會。目前,江北地區每年混凝土需求量穩定在600萬立方以上。隨著江北開發步伐的加快,預測未來江北地區商品混凝土的需求量呈穩步上升趨勢。
我們的選址永寧鎮完全輻射上述市場,通過對市場、行業產能和投資經濟效益的分析,公司決定在永寧興建年產80萬方(兩個3方機、一個2方機)的大型綠色混凝土攪拌站。
四、平面規劃和功能區分布(環保概念和理念)
(一)攪拌站的功能區描述
攪拌站主要分為:原材料進場、過磅、原材料取樣與檢測、試驗配比、卸料與堆料、上料、皮帶運輸、拌料、裝罐車、取任務單、過磅、出廠等環節,同時還要考慮罐車清洗、維修、停車、待料、辦公、員工休息等。因此,各功能區要綜合考慮,在平面規劃設計上要科學規劃,是各自有相對獨立性,有相互關聯,既保證生產有序,同時考慮能耗、噪音等環保因素。
(二)各功能區劃分與布置
使各功能區布置緊湊,又不相互影響,同時在考慮各自功能的時有意識貫徹節能環保的設計原則。
(1)進廠道路和地磅區:原材料的進出和部分罐車進出廠都應過磅,則地磅應設置在廠區主出入口。(2)攪拌生產區、砂石材料庫存區:采用封閉砂石料倉和料倉內噴淋,確保粉塵最小化;采用地倉式骨料上料,減少裝載機上料能耗;車輛實現廠內內循環,減少粉塵和能耗;采用電子大屏和刷卡等待系統,減少待料車輛能耗損失等等。(3)辦公和員工休息區:加大該區域綠化,通過綠化隔離帶與廠區相對隔離,優化辦公和休息環境。(4)污水砂石分離處理區:全廠設計回路水溝,實現污水循環使用;設計污水和砂石分離設備,實現污水和砂石的二次利用,實現全廠污水零排放。(5)車輛維修區:設計安排在全封閉料倉背面,減少噪音污染,提高場地利用空間。
五、設備選型和三廢處理
國內生產圍繞混凝土生產相關設備的廠家舉不勝舉,在大力推行環保型攪拌站建設的今天,各類設備生產廠家無一不稱之為符合環保型攪拌站對設備的要求,事實不盡如此。環保型攪拌站的主要特征是:從外觀上看,攪拌站的料場,斜皮帶,主樓及筒倉全封裝,內部結構則加強除塵,防震,減噪效果,配備砂石分離機與漿水回收系統,攪拌站生產物料“零排放”,從而實現混凝土的高效,環保生產。這就要求我們在設備造型上要高度重視對設備的整體要求和細節考慮。但需要提出的是,并不是全封裝的攪拌站就是環保型攪拌站,也不是設備具備環保功能就是環保站。真正的環保站必須是全封裝和設備本身優良的環保性能的結合體,同時還要做到造型美觀。基于這樣的理念和對設備的要求,我們在設備招投標時,都一一做了具體的要求。例如:設備低碳節能,生產效率高;廢水廢渣循環利用;易損件使用壽命長;設備無跑冒,滴漏等現象;攪拌主機安裝支座上配備防震墊,減少主樓的震動;混凝土質量穩定,合格率高,整體全封閉外觀與內部環保性能內外兼修。在一些主要的細節上,我們考慮到設備上能滿足做到的重要的環保要求。
1.順應節能減排的要求,對各部分大功率電機采用變頻調速控制,主要是大規格螺旋輸送機,電機和斜皮帶機電機,既可提高計量精度,又做到了節能降耗。
2.主樓,筒倉,斜皮帶及砂石料場全方位完整封閉,實現粉塵,噪音的完全隔離。砂石料場添加噴淋裝置再減粉塵。
3.粉倉采用組合式高效防塵方式,脈沖強制式反吹收塵,并實現二次收塵。裝有可測試料位計,杜絕暴倉,杜絕揚塵。
4.主樓部分的除塵,由被動除塵轉向主動除塵,由單一除塵轉向綜合除塵。從根本上消除主樓處揚塵。
5.采用地倉式配料機。稱量斗位于地面以下,有效地隔阻了砂石下落時的噪聲,配料機及砂石堆場位于封閉大棚內,大大降低了裝載機作業時噪聲對外界的影響。
6.雨水排放與漿水處理完全獨立。雨水自然排放。砂石分離后歸倉再用。漿水入八角池攪拌后重新輸入攪拌機臺用于低標號混凝土。廢水過濾壓縮成塊再利用,多種辦法解決廢水利用問題,既可防止外加劑泄露造成的污染,又能保證混凝土的質量。
7.外加劑稱設防漏裝置,既可防止外加劑泄露造成的污染,又能保證混凝土的質量。
8.辦公區統一進行景觀設計,種植枝葉繁茂的樹木,以達到吸聲隔音的效果。
9.建筑材料盡可能使用綠色建材,使用天然資源的能源,無毒,無污染,無放射性材料。
10.利用廠房大面積屋頂的優勢,做中水循環利用,對雨水收集后做日常洗車,節約水資源。
11.輔助用房的宿舍部分和職工食堂淋浴用熱水采用太
陽能加熱輔助以電加熱的模式,節約能源。
六、管理創新和經營效果分析
環保型攪拌站與老攪拌站已經發生了翻天覆地的根本性的變化。但使用攪拌站的人還是那撥人,眾多職工的理念有沒有更新,尤其是國有企業的職工,惰性嚴重,接受新事物的欲望較弱。這一現實的難題擺在公司的面前。如何在廣大的職工隊伍中全面推行環保的意識和理念,這是在使用環保型攪拌站之前所必須解決的問題。
1.培訓:什么是環保型攪拌站?為什么要建環保型攪拌站?環保型攪拌站會給我們帶來什么益處?仁者見仁,智者見智。請專家授課,每一位職工必須全部完成專家的授課時間,并進行理論考試。
2.觀摩:組織全體員工對公司新建的環保型攪拌站進行現場觀摩。主要解決的問題是讓員工隊伍了解新老攪拌站的客觀上的區別,和我們在實際操作過程中應該知道的注意事項。并組織員工對環保型攪拌站進行整體的操作演練,在演練過程中發現問題糾正錯誤。良好的習慣必須從頭抓起。
3.制度:把老攪拌站運作過程中的各項管理制度拿出來重新梳理,有悖于環保型攪拌站運行的規章制度加以改變。使之成為符合環保型攪拌運作的規章制度應運而生。中國有句老話,沒有規矩不成方圓。靠制度約束人的行為必將行之久矣。
南京普迪混凝土有限公司,在理念更新,與時俱進的宗旨下,成功的給永寧環保站進行了具有時代氣息的定位。在設備選型的硬件配套商,完美地與環保型攪拌站進行了一次姻緣組合。在管理創新上,破除桎梏,把人的因素放在首位,較好地實現了企業效益,社會效益,環境和諧的共贏局面。進一步提升了普迪品牌的社會聲譽。環保型攪拌站的成功運作,必將給普迪公司帶來長遠的,可持續性的發展。
七、結論
從目前使用狀況來看, 南京普迪混凝土有限公司永寧站已經充分體現了節能效果,實現了混凝土生產無廢料、無噪音、無廢水,零排放,在管理上運用GPS和局域網的等企業管理手段,大大地提高了運營效率,既實現了企業效益的大提升,更為加快建設資源節約型、環境友好型社會作出了貢獻。
參 考 文 獻
[1]陳向鋒.混凝土攪拌站管理實用手冊.北京中國建材工業出版社,2011
【摘要】 目的從舟山眼鏡蛇蛇毒中分離L氨基酸氧化酶(LAO),測定其理化和酶學性質。方法應用Sephadex G100凝膠色譜和POROS CM20離子交換色譜分離純化LAO;Wellner和Lichtenberg法測定LAO活力;SDSPAGE法測定相對分子質量。結果舟山眼鏡蛇蛇毒經Sephadex G100凝膠色譜和兩次POROS 20 離子交換色譜后,獲得LAO純品(暫定名NALAO)。NALAO在非還原和還原條件下相對分子質量均為58 kD左右;其反應最適pH為8.0,最適溫度為60 ℃,對L苯丙氨酸的米氏常數(Km)為3.08 mmoL/L。結論應用凝膠過濾色譜和離子交換色譜可從舟山眼鏡蛇毒中分離純化LAO。
【關鍵詞】 眼鏡蛇毒液類; 氨基酸氧化還原酶
蛇毒成分復雜,主要為酶和毒素,L氨基酸氧化酶(EC.1.4.3.2)在蛇毒中分布非常廣泛,在蝰科、響尾蛇科、眼鏡蛇科以及蝮蛇科中都有分布[14]。L氨基酸氧化酶(Lamino acid oxidase,LAO)是蛇毒中一種重要的活性組分,能夠催化L氨基酸的氧化脫氨反應,生成相應的α酮酸、氨以及過氧化氫[5],具有多種生物活性,如誘導血管內皮細胞凋亡、抑制或誘導血小板聚集、細胞毒性和抗菌活性等[610]。已從幾種蛇毒中分離得到LAO,筆者應用凝膠色譜和離子交換色譜從舟山眼鏡蛇蛇毒分離LAO,并對其部分理化和酶學性質進行初步研究。
1材料和方法
1.1材料
1.1.1蛇毒舟山眼鏡蛇(Naja atra)蛇毒凍干粉,福建醫科大學蛇毒研究所提供。
1.1.2試劑與儀器L苯丙氨酸(批號040924,上海翔軍生物科技有限公司);砷酸鈉(Lot#:0892B82,美國Amresco公司);過氧化氫酶(AA1041,美國Sigma公司)。SephadexG100凝膠柱(瑞典Amersham Pharmacia Biotech公司);CM20陽離子交換填料預裝柱(POROS 20,美國Applied Biosystems公司);BioCAD純化工作站(美國Applied Biosystems公司);自動部分收集器(BSZ100)和恒流泵(HL1,上海滬西分析儀器廠);恒溫搖床(美國Forma公司);紫外分光光度計(美國Biorad公司);試劑均為進口或國產分析純。
1.2方法
1.2.1眼鏡蛇蛇毒的凝膠色譜Sephadex G100凝膠柱(2.6 cm×100 cm)用HAcNaAc緩沖液(pH 5.8,0.05 mol/L+NaCl 0.05 mol/L)預先平衡過夜。稱取眼鏡蛇粗毒0.5 g溶于10 mL雙蒸水,4 ℃靜置過夜,4 ℃ 10 000 r/min離心10 min。取上清液凝膠柱,用HAcNaAc緩沖液洗脫,流速16 mL/h。收集洗脫液,4 mL/管,根據D(280 nm)值繪出洗脫曲線。
1.2.2凝膠色譜組分LAO活力按文獻[5]介紹的流程和反應體系進行分離組分酶活力測定。凝膠色譜洗脫組分0.1 mL與L苯丙氨酸反應,以終產物的光密度值[D(300 nm)]為指標,以反應體系中加HAcNaAc緩沖液0.1 mL取代蛇毒組分為未加酶對照。一個活力單位定義為在上述條件下得到0.03D300 nm所需的酶量。
1.2.3LAO純化合并經凝膠色譜收集的具有LAO活性的組分。以POROS 20進行純化。線性梯度洗脫(A液:0.05 mol/L,pH 5.8的HAcNaAc緩沖液;B液:含有0.5 mol/L NaCl的平衡液),收集洗脫蛋白峰,濃縮和脫鹽。測定POROS 20離子交換層析各組分的LAO活性,收集具有活性的組分,用POROS 20離子交換層析,以0.02 mol/L,pH 6.2的HAcNaAc緩沖液平衡,線性梯度洗脫(A液:0.02 mol/L,pH 6.2的HAcNaAc緩沖液;B液:含有0.5 mol/L NaCl的平衡液),進一步純化,收集活力峰,濃縮、透析脫鹽。
1.2.4LAO純度鑒定及相對分子質量按堿性不連續系統進行。樣品按是否含有2%β巰基乙醇分為還原性和非還原性兩種。在Hoefer電泳儀上電泳2 h,穩流12 mA/10 cm×10 cm。常規染色脫色。在Image Master VDS凝膠成像系統上依據標準蛋白繪制標定曲線,計算相對分子質量。
1.2.5蛋白質濃度采用文獻[11]方法,將待測蛋白質溶液適當稀釋,在波長260 nm和280 nm處分別測出D值,然后利用280 nm和260 nm波長下的吸收差求出蛋白質的濃度。
蛋白質濃度(mg/mL)=1.45D(280 nm)-0.74D(260 nm)
1.2.6LAO對溫度和pH適應性最適pH測定:在pH 6.0~10.0緩沖液中,其他條件不變,測定酶活力。最適溫度測定:酶液在0.4 moL/L,pH 7.8的TrisHCl緩沖液中,測定20,30,40,50,60和70 ℃下的酶活力。以酶活力最高者為100%,其余折算為最高活力的百分數,并以pH或溫度為橫坐標,最高活力百分數為縱坐標,繪制酶活力適應曲線。
1.2.7LAO米氏常數(Km)酶液與不同濃度L苯丙氨酸反應,利用反應終止法測定酶反應初速度(V),根據LineweaverBurk作圖法求出該酶對L苯丙氨酸的Km值[12]。
2結果
2.1眼鏡蛇蛇毒凝膠色譜眼鏡蛇毒粗毒經Sephadex G100凝膠層析后獲得5個蛋白峰,分別標記為Ⅰ~Ⅴ。其中第Ⅱ峰具有LAO活力。從粗毒500 mg中可獲得Ⅱ組分38.6 mg,蛋白回收率約7.8%(圖1,表1)。
樣品:眼鏡蛇蛇毒(500 mg);凝膠柱:Sephadex G100 2.6 cm×100 cm;洗脫液:HAcNaAc緩沖液(0.05 mol/L,pH 5.8,含0.05 mol/L NaCl);流速:16 mL/h,4管/h;陰影部分為L氨基酸氧化酶活性組分.
圖1眼鏡蛇蛇毒的Sephadex G100凝膠色譜
Fig 1Gel filtration of Naja atra venom on Sephadex G100
2.2LAO純化凝膠色譜第Ⅱ峰經CM20預裝柱POROS 20 進行分離,分離后可得到7個洗脫峰,其中第4峰具有LAO活力(圖2)。合并收集該組分,再次用POROS 20 純化,得到A、B兩個蛋白峰,經活性測定,其中第B峰具有LAO活性。該組分經SDSPAGE鑒定為電泳純暫定名為NALAO。從粗毒到獲得NALAO各層析步驟的目的組分得率及酶活性變化(表1),NALAO在眼鏡蛇毒粗毒中的含量約為0.3%。 表1L氨基酸氧化酶的酶活力變化及得率樣品:第Ⅱ組分;上樣體積:5 mL;色譜柱:CM20 (POROS 201.6 mm×100 mm);緩沖液體系:A液:HAcNaAc(pH 5.6,0.05 mol/L);B液:A液+0.5 moL/L NaCl;梯度:30%~100%,25CV;流速1 mL/min;出現“—”組分具有L氨基酸氧化酶活性.
轉貼于
圖2POROS 20 離子交換色譜圖
Fig 2Ionexchange chromatography of LAO on CM20 (POROS 20)
2.3NALAO純度鑒定及相對分子質量NALAO經12.5%SDSPAGE電泳為一條清晰的蛋白帶(圖3),NALAO不論是還原還是非還原SDSPAGE電泳均為一條帶,說明NALAO為單鏈蛋白,相對分子質量約58 kD。
2.4NALAO對溫度和pH的適應性在LAO酶活力測定的體系中,改變反應溫度,其余條件不變,NALAO在20~70 ℃區間,60 ℃時活力最高。以60 ℃時LAO活力為100%,繪制NALAO在不同溫度下的酶活力(圖4)。
在pH 6.0~10.0的緩沖體系,NALAO活性在pH 8.0時為最高,在pH 9.0~10活性較pH 8.0為低,但仍保持較高活性。以pH 8.0時酶活力為100%,繪制NALAO在不同pH下的酶活力(圖5)。
2.5LAO米氏常數(Km)以苯丙氨酸為底物,在pH 7.8,37 ℃下,根據LineweaverBurk雙倒數作圖法作圖,得出的方程為:[1/V]=0.0276+0.0851*[1/S],計算眼鏡蛇LAO對L苯丙氨酸的Km值為3.08 mmoL/L(圖6)。
3討論
3.1眼鏡蛇毒LAO的分離純化蛇毒是多種酶或非酶蛋白質或多肽的混合物,含有多種相對分子質量大小不等、等電點各異的蛋白質或多肽分子。分離蛇毒中活性成分有凝膠過濾層析法、離子交換層析法、疏水層析法和反相層析法等。筆者根據眼鏡蛇毒中各種組分相對分子質量的差異應用Sephadex G100凝膠過濾法進行分離,具有LAO活性的組分為相對分子質量相對較大的成分,約占粗毒7.8%,這一過程去除了大量相對分子質量低的組分(約90%),為進一步用離子交換層析降低了層析柱負荷。由于凝膠色譜分級所得到的活性組分間還含有不少其他非LAO的蛋白質,因此,根據蛋白質的荷電性質差異,應用ROROS 20弱陽離子交換色譜進一步分離,發現70%為非LAO蛋白質。根據相關文獻和前期預實驗的結果,筆者采用在不同pH條件下的ROROS 弱陽離子交換色譜,將相對分子質量和等電點接近的蛋白質進一步分離,結果發現經第一次ROROS 色譜所得具有LAO活性的蛋白峰再次經ROROS 色譜柱(洗脫液pH由5.6改為6.2,洗脫梯度由30%~100%改為0~50%)獲得兩個色譜峰,含有LAO的為第B峰。
3.2蛇毒LAO的理化性質及活性根據以往的研究報道,從不同蛇毒中分離純化出來的LAO有不同的結構,以同二聚體或異二聚體形式存在的相對分子質量分布在100~142 kD,以單體蛋白質形式存在的相對分子質量55~60 kD[3]。本文分離得到的眼鏡蛇毒LAO即NALAO在還原與非還原條件下,SDSPAGE電泳均顯示一條帶,說明它為單鏈蛋白質,相對分子質量為58 kD,與文獻報道的江浙蝮蛇毒LAO相似。Tan等報道的同屬眼鏡蛇科的孟加拉眼鏡蛇(Naja kaouthia)毒LAO及Ahn等報道的眼鏡王蛇毒LAO均為同二聚體蛋白,相對分子質量分別為112和135 kD[1,4],說明不同蛇毒的LAO的理化性質差異很大,但是LAO單體或二聚體存在與蛇種關系不大。
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