气相色谱糖分析

用户之声 | 离子色谱为食品中的糖分析保驾护航高立红，郑洪国 食品的基体非常复杂，种类繁多，即使是同一种食品也有多个品种和多种配方，这就对色谱分离和检测方式提出很大挑战，需要分析方法的抗基体干扰能力强。近年来，离子色谱（IC）在食品的原料质量控制、有益和有害成分的检测等方面得到了广泛应用，IC作为官方标准方法的数目迅速增加。2016年相继出台的三项食品安全国家标准（食品中聚葡萄糖的测定、食品中果聚糖的测定、食品中棉子糖的测定）进一步奠定了IC在食品中糖分析的应用。Dionex™ ICS-6000多功能高压离子色谱仪 国家食品质量安全监督检验中心（CFQS），是2006年国家质量监督检验检疫总局批准设立的国家级质检中心，全国唯一在食品安全领域开展综合研究的检验中心；也是2008年北京奥运会一级食品安全检测实验室及首都国庆60周年庆典活动食品安全保障机构。 中心承担了全国面米食品标准化技术委员会秘书处工作，是全国质量监管重点产品检验方法等多个标准化技术委员会副秘书长单位，同时还是全国食品用塑料包装容器工具等制品、粮食加工品、水果制品市场准入专业委员会主任委员单位。近年来承担了辣椒制品中的苏丹红、可口可乐中的杀虫剂以及乳制品中三聚氰胺等重大突发事件应急检测任务。已开展和完成国家科技部、质检总局、北京市科委等单位的科研课题近30项，其中部分科研项目被认定为国际先进水平，制定了国家标准、地方标准40余项。国家食品质量监督检验中心高级工程师：v 实验室拥有赛默飞ICS-3000、ICS-5000、ICS-5000+等多台离子色谱仪，在乳粉等食品的糖分析检测中发挥了重要作用，仪器使用率很高，承担了大量样品的日常检测任务和方法开发等工作。 v 采用离子色谱进行糖分析检测时，样品一般以水浸提，经过除蛋白和疏水性有机物，膜过滤后即可上机分析，不需要繁琐的衍生；前处理简单，实验人员容易掌握并且节省时间。 v 在进行新方法开发或者参与国家标准制定时，赛默飞的糖分析色谱柱选择性较多，并且全面覆盖各种糖的分析，配合四元梯度泵，让我们在色谱分离条件的优化上拥有更多选择性。色谱柱粒径/μm柱容量/μeq官能团耐受pH有机溶剂兼容性常用尺寸CarboPac PA110100季铵盐0-140-2%4*250mmCarboPac PA1010100双功能季铵盐0-140-90%4*250mmCarboPac PA20665双功能季铵盐0-140-100%3*150mmCarboPac PA1008.590季铵盐0-140-100%4*250mmCarboPac PA2005.535季铵盐0-140-100%3*250mmCarboPac MA17.51450烷基季铵盐0-140%4*250mm离子色谱常用糖分析色谱柱v 另外赛默飞的脉冲安培检测器，采用四电位波形的设置，使得电极表面清洗更干净，无需频繁打磨电极，减少电极的维护。v 在多年的实验室检测工作中，赛默飞离子色谱工程师一直与我们保持良好的沟通，及时交流关于仪器硬件软件使用，耗材维护，方法开发优化等方面的问题，让我们的实验工作更加顺利。CarboPac PA1色谱柱测定常见单双糖CarboPac PA20色谱柱测定常见单双糖CarboPac PA200 和 CarboPac PA100色谱柱测定菊粉谱图 CarboPac MA1色谱柱测定常见糖和糖醇

沃特世在WCBP 2013年会上推出业界首个可应用于蛋白质、多肽及寡糖分析的LC/MS综合平台　　全新表面带电杂化颗粒色谱柱以及寡糖制备GlycoWorks工具包的推出进一步完善了生物制药平台解决方案　　美国华盛顿DC - 2013年1月28日　　沃特世公司(NYSE：WAT)今日在WCBP 2013研讨会上再次强调其将加大对推进生物药物表征研究技术的投入。沃特世今日宣布了UNIFI生物制药平台解决方案，用于肽图分析的全新ACQUITY超高效液相色谱(UPLC)CSH130 C18色谱柱和XSelect™ HPLC CSH130 C18色谱柱，以及用于寡糖标记和样品制备的配套GlycoWorks™ 工具包。　　上述创新产品表明，沃特世一直致力于为生物创新药物研发公司、生物仿药物研发公司以及相关CRO公司提供具有针对性的解决方案。新推出的产品不但进一步优化了常规生物药物分析技术，而且使对糖蛋白的分析更加深入与便捷。在对糖蛋白的全面分析中，取得详细的蛋白质一级结构仅仅是第一步，还需进行更加全面的修饰寡糖分析。而随着在研发和生产过程中对蛋白糖基化知识越来越深入的认知，生物制药公司对糖基化蛋白药物的结构表征要求也在逐步提高，并且这也是日益严格的监管要求，并最终确保生物药物的安全有效。　　沃特世UNIFI生物制药平台解决方案　　新一代UNIFI作为以科学数据体系为框架的生物制药解决方案平台，以UPLC/MS数据为基础，可对完整蛋白质、肽图以及寡糖进行分项以及综合分析。而且，在沃特世所提供的拓展解决方案中，能够为网络实验室工作组内的多个四级杆飞行时间(Q-Tof) 质谱和光学检测仪器提供控制、记录及分析支持。配备了UNIFI的系统的生物制药公司能够在整个研发和质量控制机构中都能灵活地完成高分离度UPLC生物分离和高效质谱分析工作。　　最新发布的寡糖分析工作流程进一步扩充了平台性能，使其可用于支持应用荧光检测的日常游离寡糖验证和糖谱分析。结合高效UPLC HILIC (亲水作用色谱) 、沃特世提供的校准标准品与试剂、以及NIBRT/沃特世GlycoBase 3+ UPLC 寡糖数据库，不但可使使用单位在寡糖验证、定量及糖谱分析方面信心十足，而且大大提高工作效率。　　GlycoBase 3+ 数据库是由爱尔兰国家生物工艺研究培训所（NIBRT）Pauline Rudd教授的科研团队研发，是首个寡糖色谱保留数据库，以多聚葡萄糖校准数据为单位显示，涵盖了现代生物药物糖蛋白的各种寡糖结构。　　UNIFI生物制药平台解决方案的特点：ACQUITY UPLC H-Class 和 H-Class Bio系统采用颇具特色的生物惰性材料和Auto-Blend Plus™ 四元溶剂管理技术，为高分离度生物分离的实现提供了可能性 沃特世为多肽、蛋白质和寡糖分离，分别提供适合的色谱柱，良好的质量控制又保证了实验结果的重现性 沃特世分析标准品及试剂覆盖了生物药物分析的众多方向，如SEC(体积排阻色谱技术)分析、游离寡糖的分析校准、完整蛋白质谱分析、肽图分析，以及游离寡糖制备实验流程的系统查验标准品 高灵敏度精准质量兼具定性和定量功能的台式高分辨质谱系统——Xevo G2-S Q-Tof 质谱仪采用了沃特世独有的StepWave™ 技术，该技术是一种独特的离轴离子传输技术，可使质谱分析具备稳定性、重现性和高灵敏度 UNIFI科学信息系统，一个可以灵活控制仪器、处理先进数据并生成复杂报告的交互式工作流程驱动数据的先进平台，符合GxP实验室相关规范，使得例行的工作站或工作组实验室配置部署成为可能 GlycoBase 3+数据库，首个含有游离寡糖色谱保留数据的资料库，以多聚葡萄糖校准数据为单位显示，并涵盖大量生物药物的多种寡糖结构。　　沃特世表面带电杂化颗粒技术色谱柱　　沃特世全新CSH130颗粒技术色谱柱为UPLC和HPLC在肽图和蛋白组学上的应用提供独特非常好的灵敏度。ACQUITY UPLC CSH130 C18及XSelect™ HPLC CSH130 C18色谱柱为多肽分析纯化、UPLC/LC/LC-MS分析数据带来了全新的标准，目前上市的产品有不同粒径及柱规格。　　该色谱柱创新引入沃特世用于表面带电杂化颗粒的合成方法，使得填料颗粒表面均匀带有弱的正电荷。该填料技术使得色谱柱在与弱酸调节剂(如甲酸)共同使用时，表现出更好的分离度与灵敏度——其性能与采用对MS信号抑制性离子对添加剂(如三氟乙酸TFA)的标准LC-MS方法的分离性能相当，质谱信号更加出色。　　沃特世UNIFI生物制药平台解决方案在寡糖分析、生物仿制药比较性研究、肽图分析上的应用优势在WCBP 2013的系列海报中进行了展示。　　GlycoWorks系列消耗品　　沃特世全新推出的GlycoWorks系列消耗品包含用于寡糖分析制备全过程各个步骤所需要的不同试剂和耗材以及配套的实验方法，从样品制备、荧光标记、SPE净化和相应的标准品，到具体操作方法和故障处理指南。　　此产品线包含2种GlycoWorks产品，分别用于高通量需求和单次分析，均包含一套荧光标记组件。每套制备组件中包含：配有多种可供选择的糖苷酶，用于游离寡糖富集和净化的HILIC SPE产品，一套配合方法验证、开发和故障排除的标准品。GlycoWorks 2-AB标记组件包含用于游离寡糖标记过程的四种反应试剂。　　沃特世支持游离寡糖分析的其它消耗品包括：经过专门质量检测的高分离度UPLC BEH寡糖分析色谱柱，经过2-AB标记的右旋葡聚糖水解物标准品，和一套经过2-AB标记的人IgG寡糖标准品。　　关于沃特世公司(www.waters.com)　　50多年来，沃特世公司(纽约证券交易所代码：WAT)通过提供实用、可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。　　作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。　　2012年沃特世公司拥有18.4亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。　　###　　Waters、ACQUITY UPLC、UPLC、UltraPerformance LC、XSelect、Xevo、UNIFI、GlycoWorks、AutoBlend Plus、Stepwave、Q-Tof和CSH是沃特世公司商标。　　沃特世联系方式　　媒体联系　　Brian J. Murphy，　　公共关系　　+1 508-482-2614　　brian_j_murphy@waters.com　　叶晓晨　　电话：021-61562643　　xiao_chen_ye@waters.com

糖是一类具有重要生物学功能的大分子，具有高度复杂的化学结构。目前，糖的结构解析依赖于传统的色谱法、质谱法和核磁法等结构表征手段。虽然这些方法相对成熟，但存在检测步骤复杂、无法实时动态检测等局限性，无法满足糖基础和应用科研需求。与另一类生物大分子核酸已实现高通量测序相比，糖的结构解析技术滞后。生物纳米孔作为高度敏感的传感器，应用于核酸分子以及多肽测序，而在糖测序方向是否可行尚未被证实。　　近期，中国科学院上海药物研究所研究员高召兵/副研究员夏冰清（纳米孔方向）、研究员文留青（糖化学方向）与研究员程曦（计算生物学方向）等，设计并构建了一种工程改造的生物纳米孔，识别和捕捉到糖分子官能团乙酰氨基和羧基的特征电信号，描绘了含有这两种官能团不同聚合度糖的电信号指纹图谱，并运用于混合体系中不同糖分子的结构鉴定。该工作为以生物纳米孔为基础的糖测序技术打开一扇门。相关研究成果以Mapping the Acetylamino and Carboxyl Groups on Glycans by Engineered α-Hemolysin Nanopores为题，在线发表在《美国化学会志》（JACS）上，并被选为封面文章。　　科研团队将纳米孔α-溶血素（α-HL）的敏感位点113位的甲硫氨酸（M）作了基因工程改造，通过对极性、体积、电荷等氨基酸筛选，获得敏感性、特异性最佳的工程纳米孔M113R。该研究利用该纳米孔清晰地表征了单糖分子中乙酰氨基和羧基两种糖官能团的电流信号，并建立了两种糖官能团结构与电信号对应的指纹图谱。该团队利用分子动力学模拟和基因突变进一步剖析了糖分子进入该纳米孔中的动态过程，明确了纳米孔M113R识别两种官能团的分子机制。基于此，该研究利用两种官能团的特征电信号绘制了含有乙酰氨基和羧基寡糖的指纹图谱。该工作采用指纹图谱在糖混合体系中识别了含有两种基团的单糖、二糖和三糖。这一技术采用工程改造的纳米孔，无需对糖进行额外化学修饰或桥接。这一概念验证研究为高效建立糖分子指纹图谱库奠定了重要基础。　　糖类化学信息的高效表征是糖结构解析中的关键挑战。与其他根据化学位移或峰强度信息的技术不同，该研究依据特征电信号分析糖分子结构信息，获得糖分子中特定官能团的特征信号，将分子结构信息与传感事件产生的特征电信号直接联系。研究发现，特征电信号能表征单糖分子的特殊结构，并可同时精确解读寡糖链的聚合度的大小，从多个维度反映糖分子结构的多方面特征。该工作获得的糖电信号指纹图谱是基于纳米孔糖结构鉴定分析的重要一步。同时，该研究提出了基于纳米孔糖测序的可能路线。随着对糖分子更多官能团和其他特定结构的鉴定，该团队逐步完善糖分子指纹图谱的全方位绘制，建立了基于电信号的糖指纹图谱库，有望实现不同于现有技术路线的高效糖结构表征——纳米孔糖测序。