秸秆提取液中阿拉伯糖检测方案(离子色谱仪)

thermoscientific 结果与讨论SCIENTIFIC 离子色谱-脉冲安培法测定秸秆提取液中痕量单糖含量 高立红，李仁勇 赛默飞世尔科技(中国)有限公司应用研发中心，北京市，，1100102 关键词 离子色谱；脉冲安培检测；单糖； PA20 Keywords：： Ion chromatography； Integrated pulsedamperometric detection； Monosaccharide； PA20 前言 糖类化合物是自然界分布最广、数量最多的化合物，是生物体维持生命活动所需能量的重要来源，同时也是合成其他化合物的基本原料，在生物体和食品中广泛存在。因此，糖类化合物的分析对于研究生命过程和食品的营养价值具有重要意义。 目前糖类的测定方法主要有比色法、毛细管电泳法、气相色谱法、高效液相色谱法和离子色谱法。其中，比色法测定的是样品中总糖含量，不具备选择性；由于糖类挥发性很差，必须经衍生化才能由气相色谱法测定，操作繁琐费时；另外由于常见糖类的紫外吸收较弱，毛细管电泳法也需经过衍生化步骤才能达到足够的灵敏度；液相色谱法可选用蒸发光散射检测器或示差折光检测器检测，虽然无需衍生化处理，但检出限仅达 mg/L级。离子色谱法利用其优异的阴离子交换色谱柱分离技术，以及脉冲安培检测器对糖类化合物高灵敏度和高选择性的优势，在糖类化合物的检测中得到越来越广泛的应用。离子色谱法操作简单，无需衍生和复杂的样品前处理即可检测绝大多数单糖和低聚糖，并且灵敏度较高，检出限可达 pg/L 级。对于样品中痕量糖类化合物的检测具有重要应用意义。 测试条件 仪器：Integrion HPIC 高压离子色谱系统 分析柱： CarboPac PA20， 3×150 mm； CarboPac PA20， 3×30 mm 柱温：30℃ 淋洗液：8mmol/LKOH(洗洗液在线发生装置产生)流速：0.4 mL/min 定量环：10pL 检测：安培检测器，Au工作电极，糖四电位标准波形样品前处理 ( 客户提供秸秆提取液，依次过 0 .22 pm 滤膜， Onguard Ⅱ Na 柱和Onguard II RP柱后进样分析。 ) ( OnGuard II RP 柱使用前采用5 mL甲醇和10 mL超纯 水活化， OnGuard II Na 柱采用 10 mL超纯水活化，放 置20 min 后使用。 ) 色谱条件优化 常见糖类多属于弱酸，在强碱性溶液中全部或部分以阴离子形式存在，可利用其在阴离子色谱柱上不同的保留行为而分离。本研究采用安培检测器测定，在强碱性介质中，糖结构中的羟基等电化学活性基团在适当的电位下可以在金电极表面被氧化使得电流发生变化，从而通过安培检测器进行测定，具有较高的选择性和灵敏度。 CarboPac PA20 是常用的测定糖类化合物色谱柱，其柱容量较低，因此可实现样品中多种糖类化合物的快速分离。经过多次淋洗条件优化发现，在8 mmol/L KOH等度淋洗条件下，阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、蔗糖、木糖和果糖等6种单糖可实现良好分离，分离度均大于1.5，并且20 min 内可完成6种单糖的测定，分析时间较短。标准溶液分离谱图如图1所示。 线性范围和检出限 配制一系列浓度标准溶液，在选定色谱条件下进样分析，以色谱峰面积(y)对浓度(x， mg/L)做标准曲线，结果见表1。结果显示，6种单糖均在较宽范围内具有良好线性，相关系数r大于0.999，满足定量分析需要。以3倍信噪比计算检出限(S/N=3)，得到仪器检出限为 0.001-0.01 mg/L。标准溶液色谱图如图1所示。 表1.6种单糖的线性范围、相关系数和检出限 待测物 线性方程 线性范围 相关系数 收 仪器检出限 (mg/L) (r) (mg/L) 阿拉伯糖 y=4.7628x+0.0192 0.01-2.0 0.9999 0.001 半乳糖 y=6.0899x+0.0413 0.01-2.0 0.9997 0.001 葡萄糖 y=4.1539x+0.0136 0.01-2.0 0.9999 0.002 蔗糖 y=0.9235x+0.0032 0.02-2.0 0.9999 0.01 木糖 y=5.354x+0.0336 0.01-2.0 0.9997 0.002 果糖 y=2.2039x+0.0004 0.02-2.0 0.9999 0.006 图16种单糖混合标准溶液色谱图(0.1mg/L) 1-阿拉伯糖；2-半乳糖；3-葡萄糖；4-蔗糖；5-木糖；6-果糖 实际样品测定和加标回收率 在选定的色谱条件下，对秸秆提取液样品进行分析，结果如表2所示。 为确定本方法的回收率和精密度良好，设计以下实验方案：测定样品中单糖的含量，并在样品中添加标准溶液进行回收率试验，平行测定3份。在0.2 mg/L和1.0mg/L 加标水平下，6种单糖回收率在82-101%之间，说明方法在实际样品测定时具有较高的准确性。图3为秸秆提取液样品和样品加标色谱图。 表2.秸秆提取液中单糖的含量(mg/L) 样品编号 阿拉伯糖 半乳糖 葡萄糖 蔗糖 木糖 果糖 1# 0.16 0.06 0.45 0.30 2.53 0.05 2# n.d. n.d. 0.41 n.a. 0.07 0.07 3# 0.18 0.07 0.48 0.36 2.31 0.05 4# n.d. n.d. 0.36 n.d. 0.07 0.05 5# n.d. n.d. 0.36 n.d. n.d. 0.05 图2.秸秆提取液样品和加标色谱图 1-阿拉伯糖；2-半乳糖；3-葡萄糖；4-蔗糖；5-木糖；6-果糖 结论 本文建立的离子色谱-脉冲安培检测法测定秸秆提取液中痕量单糖含量，方法简单快速，稳定性和灵敏度较高，仅10 uL进样，仪器检出限可达到0.001-0.01 mg/L。 ( 参考文献 ) ( [1]柏冬，韩春霞，王瑞海，刁作彬，刘丽梅.中国中医 药信息杂志，2014，21(10)： 7 4-76 ) ( [2]郑惠玲，邓宝浣，肖桂秋，钟新林.食品科学， 2014， 3 5(6)：180-184 ) ( [3]薛晓锋，赵静，陈兰珍，吴黎明，周金慧，李仁勇，李熠.食品与发酵工业，2012，38(11)：162-165 ) ( [4]周利，刘菊，郑婷，丁卉， 施 超欧.色谱，2010， 28(10) ： 984-988 ) ( [5]李仁勇，梁立娜，牟世芬，蔡亚岐.分析化学研究简报，2009，37(5)： 7 25-728 ) Orbitrap组 赛默飞小分子质学俱乐部 谱应用技术群 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 www.thermofisher.com 全国服务热线：8008105118 thermoscientific 4006505118(支持手机用户) A Thermo Fisher Scientific Brand