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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-08-05 20:38
摘 要: 建立高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜定量分析荔枝中降糖氨酸A和亞甲基環(huán)丙基甘氨酸兩種降糖氨酸的測定方法。荔枝樣品以90%乙醇為提取溶劑進(jìn)行超聲提取,離心取上清,氮吹后用水復(fù)溶。經(jīng)丹磺酰氯衍生化后,采用Waters HSS T3色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)進(jìn)行分離,柱溫為35 ℃,水(含0.1%甲酸)和乙腈為流動(dòng)相,梯度洗脫,流量為0.3 mL/min。質(zhì)譜采用電噴霧電離源,正離子掃描,多反應(yīng)監(jiān)測模式進(jìn)行檢測。兩種降糖氨酸的質(zhì)量濃度在0.01~0.50 μg/mL范圍內(nèi)與其色譜峰面積線性良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.999,降糖氨酸A的檢出限為0.05 mg/kg,亞甲基環(huán)丙基甘氨酸的檢出限為0.08 mg/kg,加標(biāo)回收率為81.4%~98.7%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.2%~5.9%(n=6)。該方法操作簡單,分析時(shí)間短,靈敏度高,準(zhǔn)確可靠,為荔枝中降糖氨酸A和亞甲基環(huán)丙基甘氨酸兩種降糖氨酸的測定提供了有效的技術(shù)手段。
關(guān)鍵詞: 高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜法; 荔枝; 降糖氨酸A; 亞甲基環(huán)丙基甘氨酸
1995年開始,印度荔枝主要產(chǎn)區(qū)穆扎法爾布爾地區(qū)每年5~6月份陸續(xù)報(bào)道在兒童中發(fā)生一種原因不明的神秘腦病[1?2]。2014年,這種疾病大爆發(fā),390名患病兒童中,有122人死亡[3?5]。調(diào)查發(fā)現(xiàn),疫情發(fā)生在荔枝主要產(chǎn)區(qū),病例從5月份開始出現(xiàn),集中在6月份的荔枝成熟季節(jié),到7月份陸續(xù)消失[6]。近些年,國內(nèi)有報(bào)道吃荔枝能引起“荔枝病”[7?8]。“荔枝病”是一種由于空腹時(shí)大量食用荔枝引發(fā)的“低血糖癥”,已導(dǎo)致多名兒童死亡。
荔枝中所含的糖是果糖,必須經(jīng)由人體轉(zhuǎn)化為葡萄糖后,才能被吸收利用。如果過量食入荔枝,人體內(nèi)的轉(zhuǎn)化酶就會(huì)供不應(yīng)求,過量的果糖無法轉(zhuǎn)化成葡萄糖,荔枝還會(huì)刺激胰島細(xì)胞釋放大量胰島素,引發(fā)低血糖反應(yīng)。“荔枝病”患病者常伴有低血糖、癲癇癥狀甚至死亡,這可能與荔枝中含有降糖氨酸A(HGA)和亞甲基環(huán)丙基甘氨酸(MCPG)兩種物質(zhì)有關(guān),這兩種物質(zhì)都屬于環(huán)丙基氨基酸類[9?10]。研究發(fā)現(xiàn),環(huán)丙基氨基酸能促進(jìn)胰臟分泌胰島素,增強(qiáng)胰島素受體的敏感性,同時(shí)還可以增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子2 (Glut-2)的含量,抑制某些代謝酶,影響其他能量物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖,甚至影響脂肪酸的氧化,導(dǎo)致肝脂肪變性。當(dāng)人體內(nèi)的糖原耗竭后,大腦就會(huì)因缺乏能量物質(zhì),發(fā)生低血糖性腦病[11?13]。目前,國際上多采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定荔枝中HGA和MCPG的含量[14?17],而國內(nèi)有關(guān)上述兩種物質(zhì)的檢測方法鮮有報(bào)道。考慮到兩種目標(biāo)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量較小,水溶性極強(qiáng),在反相色譜柱上基本不保留,測定時(shí)易受荔枝中水溶性雜質(zhì)的干擾,常規(guī)的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法并不能夠很好地滿足檢測需求,因此筆者采用衍生化方式,建立快速、準(zhǔn)確、專屬性強(qiáng)的方法檢測荔枝中HGA和MCPG,對(duì)加強(qiáng)市場監(jiān)管和保障人民群眾健康起到積極的作用。
1、 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要儀器與試劑
高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀:6460型,配有AJS-ESI離子源,美國安捷倫公司。
臺(tái)式高速冷凍離心機(jī):CF16RXII型,日本日立公司。
多用途渦旋混合器:SAS型,英國斯圖爾特公司。
超聲波清洗器:KQ3200型,上海昆山超聲儀器有限公司。
氮吹儀:MFV-24型,廣州得泰儀器科技有限公司。
電子天平:Quintix型,感量為0.01 mg,德國賽多利斯公司。
HGA:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.8%,批號(hào)為ALT805459,天津阿爾塔科技有限公司。
MCPG:質(zhì)量分?jǐn)?shù)97%,批號(hào)為1-JRH-164-1,加拿大TRC公司。
乙腈、乙醇、甲酸;均為質(zhì)譜級(jí),美國賽默飛世爾科技有限公司。
丹磺酰氯:色譜級(jí),美國默克公司。
碳酸鈉、鹽酸甲胺:均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
荔枝、紅毛丹樣品:荔枝產(chǎn)地廣州,紅毛丹產(chǎn)地云南。
實(shí)驗(yàn)用水為經(jīng)Milli-Q凈化系統(tǒng)過濾的超純水。
1.2 儀器工作條件
1.2.1 色譜條件
色譜柱:Water HSS T3 C18柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm,美國沃特世公司);柱溫:35 ℃;進(jìn)樣體積:5 μL;流動(dòng)相:A相為0.1%(體積分?jǐn)?shù))甲酸溶液,B相為乙腈,梯度洗脫程序:0~5 min,20%→80%乙腈;5~7 min,80%乙腈;7~7.1 min,80%→20%乙腈;7.1~8 min,20%乙腈,流量為0.3 mL/min。
1.2.2 質(zhì)譜條件
離子源:電噴霧離子源(AJS-ESI源);電離方式:正離子;毛細(xì)管電壓:3.5 kV;干燥器溫度350 ℃;干燥器流量8 L/min;霧化器壓力206.8 kPa;檢測方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式;MRM監(jiān)測離子對(duì)參數(shù)見表1。
表1 兩種分析物質(zhì)譜參數(shù)
Tab. 1 MS/MS determination parameters of the two analytes

注:*為定量離子
1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備
系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:分別準(zhǔn)確適量稱取HGA、MCPG固體標(biāo)準(zhǔn)品,用去離子水溶解,配制成質(zhì)量濃度均為100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,于-20 ℃保存。分別準(zhǔn)確移取上述兩種單標(biāo)儲(chǔ)備液適量,用去離子水逐級(jí)稀釋成質(zhì)量濃度分別為100、200、500、1 000、2 000、5 000 μg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,臨用前現(xiàn)配。
基系列基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:取紅毛丹可食用部分,粉碎并充分勻漿,混合均勻。分別稱取勻漿后的試樣1 g (精確至0.001 g) 6份,置于15 mL離心管中,各自精密加入100、200、500、1 000、2 000、5 000 μg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL,按照1.4.1樣品處理步驟處理,最終得到質(zhì)量濃度為10、20、50、100、200、500 μg/L的系列基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 樣品處理
取荔枝可食用部分,粉碎并充分勻漿,混合均勻。分別稱取勻漿后的試樣1 g (精確到0.001 g) 6份,置于15 mL離心管中,加入90%乙醇3 mL,渦旋混勻1 min,超聲提取20 min,再用無水乙醇定容至10 mL,搖勻。以10 000 r/min離心10 min后,精密吸取上清液5 mL于另一支15 mL離心管中,氮吹濃縮至1 mL左右,用去離子水定容至5 mL,搖勻,作為樣品提取液備用。
準(zhǔn)確移取0.5 mL樣品提取液,加入碳酸鈉緩沖液(80 mmol/L,pH值為9.5) 0.5 mL,丹磺酰氯衍生化試劑(1.5 mg/mL,現(xiàn)用現(xiàn)配) 0.5 mL于3 mL EP管中,充分混合后,室溫避光衍生反應(yīng)20 min (期間搖晃1次),再加入0.05 mL鹽酸甲胺溶液(20 mg/mL)渦旋混合,終止反應(yīng)。以10 000 r/min離心10 min后,取上清液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,上機(jī)測定。衍生物在4 ℃以下可避光保存72 h。
1.4.2 樣品測定
按儀器參考條件設(shè)定,將系列基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液等體積進(jìn)樣測定,得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜峰面積,以HGA和MCPG基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo),以色譜峰的峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,外標(biāo)法定量。
2、 結(jié)果與討論
2.1 樣品處理?xiàng)l件的選擇
HGA和MCPG是兩種非蛋白質(zhì)氨基酸,易溶于水和乙醇中。同時(shí),荔枝中又含有大量的多糖類和纖維組織,為最大程度提取目標(biāo)化合物,減少干擾組分,研究選擇90%乙醇進(jìn)行提取??紤]到兩種氨基酸相對(duì)分子質(zhì)量較小,極性較大,不易在反相色譜柱上保留,因此選擇丹磺酰氯試劑進(jìn)行衍生化處理,衍生化原理詳見圖1。

圖1 兩種分析物的衍生化反應(yīng)原理
Fig. 1 Principle of derivatization reaction of the two analytes
對(duì)兩種降糖氨酸的衍生化條件進(jìn)行了探索,選擇碳酸鈉緩沖體系分別為8.5、9.5、10.5三個(gè)pH值條件,選擇25、40、60 ℃三個(gè)溫度條件,選擇10、20、30、40、60、120 min 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)考察最優(yōu)化的衍生化條件。最終發(fā)現(xiàn)目標(biāo)化合物(質(zhì)量濃度200 μg/L)在pH值為9.5、室溫條件下,達(dá)到的響應(yīng)峰值最高,且所需反應(yīng)時(shí)間最短,20 min即可反應(yīng)完全。不同衍生化時(shí)間的響應(yīng)強(qiáng)度見圖2。

圖2 兩種分析物不同衍生化時(shí)間響應(yīng)強(qiáng)度對(duì)比
Fig. 2 Comparison of response intensity of two analytes with different derivatization time
2.2 色譜質(zhì)譜條件的優(yōu)化
考察了HPLC系統(tǒng)中常用的Waters BEH C18柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)和Waters HSS T3柱(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)。結(jié)果表明,Waters HSS T3柱分離效果較好,理論塔板數(shù)較高,且化合物的峰形完好。另外,在流動(dòng)相中加入0.1%甲酸能夠提高目標(biāo)物質(zhì)離子化效率,從而增強(qiáng)化合物響應(yīng),因此在水相流動(dòng)相中加入0.1%甲酸,增強(qiáng)目標(biāo)物質(zhì)靈敏度。兩種目標(biāo)物的色譜圖詳見圖3。

圖3 兩種分析物基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流圖和MRM色譜圖
Fig. 3 Total ion chromatograms and MRM chromatograms of the two compounds standard solution
選擇200 μg/L混合溶劑標(biāo)準(zhǔn)溶液,通過設(shè)置不同梯度的去簇電壓和碰撞能,采用兩通進(jìn)樣方式對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行質(zhì)譜條件的摸索,主要包括子離子的選擇,去簇電壓的優(yōu)化和碰撞能的優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn),去簇電壓對(duì)目標(biāo)化合物的響應(yīng)影響較小,而碰撞能對(duì)目標(biāo)化合物的響應(yīng)有一定影響。兩種化合物均選擇出四個(gè)子離子碎片,結(jié)合響應(yīng)強(qiáng)度和碰撞能的優(yōu)化,最終選擇170.1的碎片離子作為定量離子,157.1的碎片離子作為定性離子,目標(biāo)化合物優(yōu)化后的質(zhì)譜參數(shù)詳見表1。碰撞能優(yōu)化過程詳見圖4。

圖4 兩種分析物響應(yīng)強(qiáng)度-碰撞能變化趨勢(shì)
Fig. 4 The change trend of response intensity-collision energy of two analytes
2.3 基質(zhì)效應(yīng)的考察
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),質(zhì)譜檢測易受基質(zhì)效應(yīng)的影響,從而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。紅毛丹俗稱毛荔枝,和荔枝均屬無患子科植物,兩者屬“近親”關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),紅毛丹本底中未檢出兩種待測目標(biāo)化合物成分,基質(zhì)空白色譜圖詳見圖5。

圖5 紅毛丹基質(zhì)空白總離子流圖和MRM色譜圖
Fig. 5 Total ion chromatograms and MRM chromatograms of rambutan matrix
紅毛丹適合用作基質(zhì)效應(yīng)的考察對(duì)象,在進(jìn)行定量測定時(shí)平行制備基質(zhì)校準(zhǔn)曲線和溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過計(jì)算基質(zhì)校準(zhǔn)曲線線性方程斜率和溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程斜率之比,來評(píng)價(jià)基質(zhì)效應(yīng)的程度。計(jì)算公式:
ME = (k2/k1) × 100%
式中:k1——溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程斜率;
k2——基質(zhì)校準(zhǔn)曲線線性方程斜率。
一般來說,ME在85%~120%時(shí),基質(zhì)效應(yīng)在可接受范圍內(nèi),在實(shí)際檢測中可以忽略基質(zhì)效應(yīng);反之則應(yīng)考慮基質(zhì)效應(yīng)對(duì)實(shí)際檢測的影響,在實(shí)際檢測中應(yīng)采用基質(zhì)校準(zhǔn)曲線代替溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行準(zhǔn)確定量。紅毛丹基質(zhì)中兩種化合物的ME計(jì)算見表2。由表2可見,HGA和MCPG均存在一定的基質(zhì)效應(yīng),在實(shí)際檢測中應(yīng)制備基質(zhì)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量檢測。
表2 兩種分析物的基質(zhì)效應(yīng)
Tab. 2 Matrix effect results for the two analytes

2.4 線性范圍和檢出限
采用HPLC-MS/MS質(zhì)譜對(duì)荔枝中HGA和MCPG兩種降糖氨酸類成分進(jìn)行定量分析,以紅毛丹為空白基質(zhì)制作基質(zhì)校準(zhǔn)曲線,以目標(biāo)物的色譜峰面積為縱坐標(biāo)y,以目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)x,繪制校準(zhǔn)曲線。兩種化合物在曲線范圍內(nèi)線性良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.999。當(dāng)實(shí)際樣品取樣量為1 g,定容體積為10 mL,以信噪比為3和10時(shí)的進(jìn)樣質(zhì)量濃度點(diǎn)為儀器的檢出限和定量限,最終計(jì)算方法檢出限為HGA 0.05 mg/kg、MCPG 0.08 mg/kg;定量限為HGA 0.1 mg/kg、MCPG 0.2 mg/kg,見表3。
表3 兩種分析物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍和檢出限、定量限
Tab. 3 Linear equation, correlation coefficient, linear range and detection limit, quantification limit of two analytes

2.5 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)率
取荔枝樣品一批,平行稱樣6份,每份稱取約1.0 g,分別作為低、中、高三個(gè)濃度水平的加標(biāo)本底,三個(gè)濃度水平分別加入質(zhì)量濃度為5 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液100、200、400 μL,每個(gè)水平取樣3次,按該方法進(jìn)行測定,結(jié)果見表4。由表4可見,兩種降糖氨酸類物質(zhì)的平均回收率為81.4%~98.7%,測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.2%~5.9%,滿足痕量物質(zhì)的檢測需求。
表4 兩種分析物的加標(biāo)回收率結(jié)果
Tab. 4 Results of spiked recovery rates for two analytes

取荔枝樣品10批次,按照該方法進(jìn)行測定,結(jié)果為HGA含量水平為1.06~3.04 mg/kg,MCPG含量水平為0.26~1.04 mg/kg。對(duì)結(jié)果進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),半成熟荔枝樣品(偏綠)中兩種降糖氨酸成分檢測結(jié)果較高,而完全成熟荔枝樣品(全紅)中兩種降糖氨酸成分檢測結(jié)果較低,說明吃完全成熟荔枝水果可降低兩種降糖氨酸對(duì)體內(nèi)糖代謝的干擾。荔枝樣品和加標(biāo)色譜圖分別見圖6和圖7。

圖6 荔枝樣品分析物的總離子流圖和MRM色譜圖
Fig. 6 Total ion chromatograms and MRM chromatograms of litchi samples

圖7 荔枝加標(biāo)樣品分析物的總離子流圖和MRM色譜圖
Fig. 7 Total ion chromatograms and MRM chromatograms of spiked litchi samples
3、 結(jié)語
利用HPLC-MS/MS液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)建立了荔枝中HGA和MCPG兩種成分的檢測方法,使用衍生化處理顯著提高了待測物質(zhì)的靈敏度和保留性,通過紅毛丹基質(zhì)標(biāo)曲匹配樣品中的基質(zhì)效應(yīng),顯著提高定量測定的準(zhǔn)確性。該方法過程簡便、分析時(shí)間短,測定結(jié)果準(zhǔn)確,適用于荔枝中HGA和MCPG的測定,為“荔枝病”引起的低血糖研究提供有效的檢測手段。
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來源:化學(xué)分析計(jì)量