咖啡因的检测方法和原理

① 测定可乐中咖啡因的含量方法

啡因是一种具有药理活性的物质，在通常的饮料如咖啡、茶和可乐饮料，以及头痛药、止疼药中都发现有咖啡因的存在[1]。适量食用咖啡因有祛除疲劳、兴奋神经等作用，临床上用于神经衰弱、伤风、偏头痛等疾病的治疗[2]，但大量或长期摄取咖啡因有损人体的健康，如咖啡因自身的毒性，引发心脏病，对人体骨骼状况及钙平衡产生不利影响等；特别是妇女和儿童更加需要在医生指导的咖啡因摄取含量范围内食用。当前，各种可乐饮料已经成为人们饮食当中摄取咖啡因次数和频率较高的一个重要来源。因此，发展简便、快速、可靠、分析成本低的分析方法来对可乐饮料中咖啡因含量进行测定非常重要。通常采用色谱、色谱/质谱联用、毛细管电泳、分光光度和流动注射等分析方法检测可乐饮料中的咖啡因[3～８]。但是这些方法往往存在有机溶剂消耗多，分析时间长，分析成本相对较高等缺点。紫外光谱分析法因其价格低廉在早期应用比较广泛，但是早期的紫外光谱分析方法往往产生比较明显的正误差[９]。后来研究者们发展了一阶，二阶导数紫外光谱等背景校正方法应用到咖啡因的分析当中。离心萃取目前多用于咖啡因工业生产中[10，１１]，通过离心实现两相的混合和分离，分相迅速，传质平衡速度快。本实验采用紫外光谱分析方法通过简单的背景校正和微型化的样品前处理，建立了一种快速、准确、价格低廉、溶剂消耗少的测定可乐饮料中咖啡因含量的分析方法，并将大相比离心萃取应用于仪器分析样品制备过程，取得了满意的结果

② 复方乙酰水杨酸中咖啡因的含量测定原理

实验原理

复方乙酰水杨酸片中含有乙酰水杨酸(简称A)、非那西丁(简称P)和咖啡因(简称C)三种主成份。各成份之间性质差异大。乙酰水杨酸为芳酸类药物，具酸性，Ka=3.27×10-4，可用酸量法测定;非那西丁为芳酰胺类药物，具酰胺基，呈中性，但具潜在芳伯氨基，可将其在酸性条件下水解后用重氮化法测定;咖啡因为黄嘌呤类生物碱，碱性极弱，Ka=0.7×10-14，不能采用一般生物碱的含量测定方法，但可将其与碘发生定量沉淀以后，剩余的碘用硫代硫酸钠滴定从而求得咖啡因的含量。因此分别用酸碱中和滴定法、亚硝酸钠法、剩余碘量法测定复方乙酰水杨酸片中乙酰水杨酸、非那西丁和咖啡因的含量。

③ 咖啡因浓度检测仪的原理是什么

既然是荧光那么必然是通过了反应的。大概的原理是咖啡因经过芯片后与芯片上物质反映,使得芯片上的某种物质负载在咖啡因分子上用于产生荧光性,然后光进去就发光了可以检测。这么贵的东西肯定是耐用的(一次性的就用试纸检测了…但检测咖啡没意义…),那么应该是可以用水或者是其他的液体冲洗掉芯片上的咖啡因或者是直接加热两者分解。恩,参考一般的试纸检测手段,应该是类似的,不排(ren)除(wei)有其他的高科技。
求采纳

④ 咖啡因代谢的代谢检测

检测一个人是不是适合喝咖啡呢？主要有两种方式：
1、临床反应：一旦喝咖啡喝到出现心跳加快，睡不着及血压上升等症状时，表示身体对咖啡因的摄取已经到了临界，就要适可而止。
2、DNA检测：咖啡因代谢DNA检测以最科学的量化数据，提供您基因体质的分析结果，您是属于‘快速代谢型’或是‘缓慢代谢型’？提醒您及早进行检测，以调整自己达到最适当的摄取习惯。
2.1、DNA样本的采集
2.1.1、口腔粘膜采集：受测者在医护人员帮助下用清水漱口，用无菌拭子适度用力的在口腔左右腮上下刮拭20次以上，将样本保存放入采集袋中。此过程无痛无损伤，是非常方便快捷的取样方式。
2.1.2、FTA血样采集：医护人员替病患消毒后采集相应部位的血液，此方法现在不是很常用了。
2.2、检测方法：
利用荧光PCR仪器，根据DNA列阵的微测序法、动态等位基因特异的杂交、寡聚核苷酸特异的连接、DNA芯片以及TaqMan系统 等。但不管哪一种方法，首先必须进行靶序列的扩增，然后才能进行其它检测。
咖啡文化的内涵，远远不仅限于它的提神功能。有的人把咖啡看做时尚和品味；有的人只是单纯喜欢咖啡的味道；也有的人抱怨说：是工作压力迫使他们一杯接一杯地喝着咖啡。但不管是哪种原因让你选择喝咖啡，为了自己的健康都要适当适度适时的喝。

⑤ 除高效液相色谱法外，还有哪些可测量咖啡因含量

想要测定化合物的含量，先要对其进行分离纯化，在对其进行特异识别并定量检测，想要达到分离并准确的定量测定，首先考虑的就是色谱分析。对于可溶性非挥发性物质，首选液相色谱，此外就可以考虑气相色谱。
下面提供一个气相-质谱联用的方法，仅供参考，其操作难度、检验成本、准确度、精密度均不如液相色谱法，所以还是建议优先考虑液相色谱。

微量化学-GC/MS法测定茶叶中咖啡因的含量
作者
王玉飞 (浙江省宁波市疾病预防控制中心,浙江宁波,315010)
摘要
目的:用微量化学法探讨茶叶中咖啡因的提取方法,建立了用GC/MS法测定茶叶中咖啡因的定性定量分析方法.方法:茶叶 0.1 g 用水提取后定容到 100 ml,取 1 ml 用乙腈超声提取,加中性氧化铝和无水硫酸镁除去杂质,以峰值最高的碎片离子作为监测离子进行定量分析.结果:咖啡因的特征离子分别为67、109、 194;定量离子为194;在实际样品稀释后含量的测定范围内(0.5～20 mg/L)线性相关系数r为0.999 ,加标1.0、5.0、10.0 mg/kg 平均回收率为 96.5%～103.2%,变异系数为 0.6%～2.3%.结论:本方法操作简便、试剂用量少、重现性好、专属性强、准确可靠.
出版源
《中国卫生检验杂志》, 2005, 15:818-819

⑥ 如何验证咖啡因的纯度

咖啡因又叫咖啡碱, 是一种生物碱 , 存在于茶叶、咖啡、可可等植物中。例如茶叶中含有 1%～5%的咖啡因, 同时还含有单宁酸、色素、纤维素等物质。
咖啡因是弱碱性化合物, 可溶于氯仿、丙醇、乙醇和热水中, 难溶于乙醚和苯(冷)。纯品熔点235～236℃, 含结晶水的咖啡因为无色针状晶体, 在100 ℃时失去结晶水, 并开始升华，120 ℃时显着升华，178℃时迅速升华。利用这一性质可纯化咖啡因。咖啡因的结构式为 :
咖啡因（1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤）
咖啡因(1,3,7- 三甲基 -2,6- 二氧瞟岭 ) 咖啡因是一种温和的兴奋剂, 具有刺激心脏、兴奋中枢神经和利尿等作用。
提取咖啡因的方法有碱液提取法和索氏提取器提取法。本实验以乙醇为溶, 用索氏提取器提取 , 再经浓缩、中和、升华, 得到含结晶水的咖啡因。
工业上咖啡因主要是通过人工合成制得。它具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用。故可以作为中枢神经兴奋药，它也是复方阿司匹林（A.P.C）等药物的组分之一。
索氏(Soxhlet)提取器
索氏(Soxhlet)提取器由烧瓶、提取筒、回流冷凝管3部分组成, 装置如图所示。索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理（思考题1）,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。萃取前, 应先将固体物质研细, 以增加溶剂浸溶面积（思考题2）。然后将研细的固体物质装人滤纸筒内（思考题3，4）, 再置于抽提筒, 烧瓶内盛溶, 并与抽提筒相连, 抽提筒索式提取器上端接冷凝管。溶剂受热沸腾, 其蒸气沿抽提筒侧管上升至冷凝管, 冷凝为液体, 滴入滤纸筒中, 并浸泡筒中样品。当液面超过虹吸管最高处时, 即虹吸流回烧瓶, 从而萃取出溶于溶剂的部分物质。如此多次重复,把要
提取的物质富集于烧瓶内。提取液经浓缩除去溶剂后, 即得产物, 必
要时可用其他方法进一步纯化。

⑦ 求滴定法测复方乙酰水杨酸片中咖啡因含量的原理、方法、计算公式

原理复方乙酰水杨酸片中含有乙酰水杨酸(简称A)、非那西丁(简称P)和咖啡因(简称C)三种主成份。各成份之间性质差异大。咖啡因为黄嘌呤类生物碱，碱性极弱，Ka=0.7×10-14，可将其与碘发生定量沉淀以后，剩余的碘用硫代硫酸钠滴定从而求得咖啡因的含量方法取本品20片，精密称定，研细备用。药典规定每片检品中含咖啡因应为31.5～38.5mg。精密称取上述细粉适量(约相当于咖啡因5Omg)，加稀硫酸5mL，振摇数分钟使咖啡因溶解，滤过，滤液置50mL容量瓶中，滤器与滤渣用水洗涤三次，每次5mL，合并滤液与洗液，精密加0.05mol/L碘液25mL，用水稀释至刻度，摇匀，在约25℃避光放置15分钟，摇匀，滤过，弃去初滤液，精密量取续滤液25mL置碘量瓶中，用0.1mol/L硫代硫酸钠液滴定，至近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，并将滴定结果用空白试验校正，即得(每1mL的0.1mol/L硫代硫酸钠液相当于2.653mg的C8H10N4O2·H2O)。计算公式</SPAN>

⑧ 复方乙酰水杨酸片中咖啡因的含量测定的实验目的

目的：
1．了解复方阿司匹林中的几种有效成分。
2．掌握剩余碘量法测定复方阿司匹林中的咖啡因含量。

复方乙酰水杨酸片中含有乙酰水杨酸(简称A)、非那西丁(简称P)和咖啡因(简称C)三种主成份。各成份之间性质差异大。乙酰水杨酸为芳酸类药物，具酸性，Ka=3.27×10-4，可用酸量法测定;非那西丁为芳酰胺类药物，具酰胺基，呈中性，但具潜在芳伯氨基，可将其在酸性条件下水解后用重氮化法测定;咖啡因为黄嘌呤类生物碱，碱性极弱，Ka=0.7×10-14，不能采用一般生物碱的含量测定方法，但可将其与碘发生定量沉淀以后，剩余的碘用硫代硫酸钠滴定从而求得咖啡因的含量。因此分别用酸碱中和滴定法、亚硝酸钠法、剩余碘量法测定复方乙酰水杨酸片中乙酰水杨酸、非那西丁和咖啡因的含量。

⑨ 从茶叶中提取咖啡因的实验报告

一、实验目的

1. 通过从茶叶中提取咖啡因学习固-液萃取的原理及方法。

2. 掌握索氏提取器的原理及其作用。

3. 掌握升华原理及操作。

二、实验原理

茶叶中含有多种黄嘌呤衍生物的生物碱，起主要成分为含量约占1%~5%的咖啡因（Caffeine,又名咖啡碱），并含有少量茶碱和可可豆碱，以及11%~12%的丹宁酸（又称鞣酸），还有约0.6%的色素、纤维素和蛋白质等。

咖啡因的化学名为1，3，7-三甲基-2，6-二氧嘌呤，其结构为：

纯咖啡因为白色针状结晶体，无臭，味苦，置于空气中有风化性。易溶于水、乙醇、氯仿、丙酮、微溶于石油醚，难溶于苯和乙醚，它是弱减性物质，水溶液对石蕊试纸呈中性反应。咖啡因在 C时失去结晶水并开始升华， C升华显着， 时很快升华。无水咖啡因的熔点为 。

咖啡因具有刺激心脏，兴奋大脑神经和利尿等作用，因此可单独作为有关药物的配方。咖啡因可由人工合成法或提取法获得。本实验采用索式提取法从茶叶中提取咖啡因。利用咖啡因易溶于乙醇，易升华等特点，以95%乙醇作溶剂，通过索氏提取器（或回流）进行连续提取，然后浓缩、焙炒而得粗制咖啡因，再通过升华提取得到纯的咖啡因。

三、实验装置

1. 索氏提取器：见图2-17。

2. 回流提取装置：在无索氏提取器的情况下，可采用回流冷凝装置（图3-13）。但一般回流冷凝装置所用溶剂量较大，且提取效果较索氏提取器差。

3. 升华装置：具有较高蒸气压的固体物质，在加热到熔点以下，不经过熔融而直接变成蒸气，蒸气遇冷再凝结成固体的过程称为升华。用升华法可制得纯度较高的产品，但此法损失较大。

在蒸发皿中加入已充分干燥的待升华物质，蒸发皿上盖一张带有密集小孔的滤纸，再倒扣一个口径比蒸发皿略小的玻璃漏斗。为避免蒸气逸出，在漏斗颈部塞一小团棉花。图4-31即为常压升华装置。

四、试剂与器材

试剂：茶叶、95%乙醇、生石灰。

器材：60mL索氏提取器一套、蒸发皿、玻璃漏斗、蒸馏头、接受管、50mL锥形瓶、直形冷凝管。

五、实验步骤

称取5g茶叶末，将茶叶装入滤纸套筒中，把套筒小心地插入索氏提取器中，取50mL95%乙醇加入60mL平底烧瓶中，加入几粒沸石，按图2-17安装好装置。水浴加热，连续提取2~2.5h后，提取液颜色较淡，待溶液刚刚虹吸流回烧瓶时，立即停止加热。
安装好蒸馏装置（见图3-2），水浴上进行蒸馏，蒸出大部分乙醇并回收乙醇。残液（约5~10mL）倒入蒸发皿中，加入2g研细的生石灰粉，在玻棒不断搅拌下蒸汽浴上将溶剂蒸干。再在石棉网上用小火小心地将固体焙炒至干。

取一只合适的玻璃漏斗，罩在隔以刺有许多小孔的滤纸的蒸发皿上（图4-31）。用小火小心加热升华，若漏斗上有水汽应用滤纸擦干。当滤纸上出现白色针状物时，可暂停加热，稍冷后仔细收集滤纸正反面的咖啡因晶体。残渣经拌和后可用略大的火再次升华。合并产品后称量，测熔点。产量约20~30mg。

六、注意事项

1. 加入生石灰起中和作用，以除去单宁酸等酸性的物质。生石灰一定要研细。

2. 乙醇将要蒸干时，固体易溅出皿外，应注意防止着火。

3. 升华前，一定要将水分完全除去，否则在升华时漏斗内会出现水珠。遇此情况，则用滤纸迅速擦干水珠并继续焙烧片刻而后升华。

4. 升华过程中必须严格控制加热温度。

七、实验结果与讨论

纯咖啡因为白色针状晶体，实验结果可用电子天平称量。本实验如没有索氏提取器，也可用回流方法来提取咖啡因。

八、思考题

1. 索氏提取器的原理是什么？与直接用溶剂回流提取比较有何优点？

2. 升华前加入生石灰起什么作用？

3. 升华操作的原理是什么？

4. 为什么在升华操作中，加热温度一定要控制在被升华物熔点以下？

5. 为什么升华前要将水分除尽？

6. 除了升华还可以用何方法提取咖啡因？

B 咖啡因的红外吸收光谱测定

一、实验目的

1. 了解傅立叶变换红外光谱仪的工作原理，学习AVATAR360FT-IR的使用方法。

2. 掌握常用的固态物质红外制样方法—溴化钾压片法。

3. 学习利用红外吸收光谱对有机化合物结构进行定性鉴定的方法。

二、实验原理

1. 红外吸收光谱是有机化合物结构鉴定的重要方法之一，它主要能提供有机物中所含有官能团等信息。有关红外吸收光谱的基本原理参阅4.2.3节。

2. 测定红外光谱时，不同类型的样品须采用不同的制样方法。固态样品一般可采用压片法和糊状法制样。压片法是将样品与溴化钾粉末混合研磨细和匀后，压制成厚度约为1mm的透明薄片；糊状法是将样片研磨成足够细的粉末，然后用液体石蜡或四氯化碳调成糊状，然后将糊状物薄薄地均匀涂布在溴化钾晶片上。由于石蜡或四氯化碳本身在红外光谱中有吸收，所以在解析谱图时要将它们产生的吸收峰扣除。图4-32是液体石蜡和四氯化碳的红外吸收光谱图。

3. 测绘样品的红外光谱图仅仅是化合物结构坚定工作的第一步，更重要的是对红外光谱图进行解析。红外光谱图中有很多吸收峰，含有丰富的结构信息，但其中有许多我们还不能准确地解释。对于初学者来说，主要应掌握4000~1500 官能团特征频率区的吸收峰和1500 以下一些重要吸收峰的回归，并学会红外标准谱图的查阅或标准谱库的计算机检索方法。

三、仪器和试剂

1. AVATAR360FT-IR红外光谱仪或其他型号的红外谱仪器。

2. 红外干燥灯、不锈钢镊子和样品刮刀、玛瑙研钵、试样纸片、压模、压片机、磁性样品架、无水乙醇浸泡的脱脂棉等。

3. 样品和试剂：实验十七A中提取的咖啡因、溴化钾粉末。

四、实验方法

1. 开启仪器，启动计算机并进入OMNIC窗口（见第4.2.3节相关内容）。

2. 压片法制样：取1~2mg干燥试样放入玛瑙研钵中，加入100mg左右的溴化钾粉末，磨细研匀。按照图4-33顺序放好压模的底座、底摸片、试样纸片和压模体，然后，将研磨好的含试样的溴化钾粉末小心放入试样纸片中央的孔中，将压杆插入压模体，在插到底后，轻轻转动使假如的溴化钾粉末铺匀。把整个压模放到压片机的工作台垫板上（见图4-34），旋转压力丝杆手轮压紧压模，顺时针旋转放油阀到底，然后，缓慢上下压动压把，观察压力表。当压力达到 （约100~120 ）时，停止加压，维持2~3min，反时针旋转放油阀，压力解除，压力表指针回到“0”，旋松压力丝杆手轮，取出压模，即可得到固定在试样纸片孔中的透明晶片。将试样纸片小心放在磁性样品架的正中间，压力磁性片。制好的试样供下一步收集样品图时用。

3. 绘制试样咖啡因的红外光谱图并进行标准谱库检索（详见第4.2.3节）。整个过程包括（1）设定收集参数；（2）收集背景；（3）收集样品图；（4）对所得试样谱图进行基线校正，标峰等处理；（5）标准谱库检索；（6）打印谱图。

4. 收集样品图完成后，即可从样品室中取出样品架。并用浸有无水乙醇的脱脂棉将用过的研钵、镊子、刮刀、压模等清洗干净，置于红外干燥灯下烘干，以备制下一个试样。

五、谱图解析

1. 对照试样的结构，对红外谱图中的吸收峰进行归属。4000~1500 区域的每一个峰都应讨论，小于1500 的吸收峰选择主要的进行归属。归属时可参考图4-20和附录3。

2. 记录计算机谱库检索的结果，并对检索结果进行评价和讨论。

六、注意事项

1. 制样时，试样量必须合适。试样量过多，制得的试样晶片太“厚”，透光率差，导致收集到的谱图中强峰超出检测范围；试样量太少，制得的晶片太“薄”，收集到的谱图信噪比差。

2. 红外光谱实验应在干燥的环境中进行，因为红外光谱仪中的一些透光部件是由溴化钾等易溶于水的物质制成，在潮湿的环境中极易损坏。另外，水本身能吸收红外光产生强的吸收峰，干扰试样的谱图。

七、思考与讨论

1. 化合物的红外光谱是怎样产生的？它能提供哪些重要的结构信息？

2. 为什么甲基的伸缩振动出现在高频区？

3. 单靠红外光谱解析能否到未知物的准确结构，为什么？

4. 含水的样品是否能直接测定其红外光谱，为什么？