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柱后补偿液相色谱与电雾式检测器结合测定茶氨酸含量

2013-09-06周晓红刘绿叶

食品工业科技 2013年1期
关键词:氨酸检测器色谱法

赵 粼,阙 斐,周晓红,刘绿叶

(1.浙江经贸职业技术学院应用工程系,浙江杭州310018;2.戴安中国有限公司上海实验室,上海200210)

茶氨酸(theanine,N-乙基-γ-L-谷氨酰胺)是茶叶中特有的非蛋白氨基酸,具有舒缓神经抗疲劳等作用,常作为功能性成分添加到食品饮料中[1]。自1950年日本学者酒户弥二郎首次从绿茶中分离茶氨酸以来,对于茶氨酸的定性、定量方法,已出现了碱式碳酸铜沉淀法、强酸性阳离子交换树脂法、薄层色谱法、气相色谱法和柱前衍生反相高效液相色谱法、直接进样蒸发光散射检测法、高效液相色谱质谱法等[2-8]。茶氨酸属于紫外区末端吸收,也无荧光发射特性,采用低波长紫外检测时干扰较大,因此,为了提高分析检测的灵敏度和分离的选择性,一般将茶氨酸进行衍生化,朱松等[2]采用OPA进行了柱前衍生后紫外检测器测定,但通常这种方法对衍生试剂的要求高,操作复杂,分析成本也大大增加。为了减少繁琐的衍生操作,李银花等[4]报道了采用蒸发光散射检测器(ELSD)来直接分析茶氨酸,但该方法通常灵敏度较低,线性范围较窄,重现性差。本文采用一种新型的高灵敏度通用型检测器-电雾式检测器直接进样分析,消除了溶剂等的干扰,以及温度变化等引起的基线漂移,采用梯度洗脱与柱后补偿进行分析,改善了分离度,降低了检测限,提高了重现性,能准确进行定量分析,且由于电雾式检测器响应因子一致原理,可以已知标准品对其他未知成分进行半定量分析,该方法具有简单、易操作等特点。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

茶叶粗提物 共三批,由杭州茶叶研究院提供;茶氨酸标准品(纯度>97%)美国Sepulco公司;乙腈 色谱级,美国Merck公司;三氟乙酸(HPLC级)美国Fluka公司;去离子水 美国Millipore公司;其它未特别注明试剂均为分析纯。

Ultimate DGP3600高效液相色谱仪(含双三元梯度泵、自动进样器、柱温箱、Corona Ultra电雾式检测器)美国Dionex公司;YB-630空气压缩机 上海勇霸有限公司。

1.2 标准溶液配制及样品前处理

准溶液配制:称取茶氨酸适量,用水超声溶解,然后稀释配制成不同浓度的标准工作溶液,4℃避光保存。最终工作溶液浓度为1.0、2.0、5.0、10、20、50μg/mL。

样品前处理:准确称取茶叶粗提物2.0g,用水稀释定容至10mL,过0.45μm滤膜后,待进样分析。

1.3 仪器分析条件

色谱柱:Acclaim PA2 C18(5μm,4.6mm ×250mm,120Å)。流动相(左泵):A:三氟乙酸∶乙腈 =0.1∶100(V/V),B:三氟乙酸∶水 =0.1∶100(V/V),洗脱梯度:0~11min,A 为 100%,11~15min,A 由 100% ~60%,保持5min,然后 A立即回到100%,流速为0.5mL/min;补偿流动相(右泵),为100%乙腈,流速0.5mL/min,进样体积:20μL,柱温:25℃。

电雾式检测器参数设置:采集频率:5Hz;过滤模式:None;雾化温度35℃;雾化气压力35.0psi;氮气流速约4L/min。

2 结果与分析

2.1 色谱条件选择

2.1.1 色谱柱与流动相的选择[2-3]由于茶氨酸为强极性化合物,在普通C18反相柱上的保留时间较弱,在死时间处出峰,且普通C18柱通常都不能兼容100%水相,容易出现疏水塌陷。因此,本文选用戴安Acclaim PA2 C18极性官能团改性柱,可以兼容100%水相,同时,耐受较低的酸性环境。在本方法中,流动相中添加了0.1%三氟乙酸,增加了选择性[3],使得茶氨酸与其他化合物达到了基线分离。

2.1.2 采用柱后补偿分析 由于电雾式检测器同质谱仪等质量型检测器一样,也是基于雾化原理的检测器,其响应值依赖于洗脱液的雾化效率,通过增加有机相比例,可以提高雾化效率,从而增加响应值,降低检出限。同时,基于电雾式检测器响应因子一致性的原理,在相同的有机相条件下,使得各化合物的响应更趋于一致,可以通过茶氨酸的含量对其他未知化合物进行半定量分析。因此,本方法中把DGP3600高效液相色谱仪左泵设置为分析泵,右泵设为补偿泵,左边的梯度洗脱程序为色谱分离条件,有机相从低到高;右泵为100%的乙腈,作为柱后补偿流动相。

2.1.3 电雾式检测器参数优化 由于电雾式检测器的原理及智能化设计,无需对多种参数进行优化,本实验仅对雾化温度和采集频率进行了优化。当雾化温度分别为25、30、35℃,目标化合物响应值略有增加,但基线噪音也随之增加(见表1),最后为了使雾化温度与柱温接近及综合考虑,最后选择30℃为雾化温度;采集频率分别使用2、5、10Hz进行实验,同紫外检测器一样,采集频率增加,基线噪音更明显,同时,数据量也大大增加,最后在考虑了满足峰形等要求下,选择5Hz作为检测器采集频率。

表1 不同雾化温度对茶氨酸响应值影响Table 1 The response of Theanine under different nebulization temperature

2.2 标准曲线与检出限

取所配制的系列标准工作溶液,按1.3色谱条件测定a,标准品谱图(浓度为10μg/mL)见图1,茶氨酸保留时间为8.247min。以茶氨酸峰面积Y(pA×min)与其对应的浓度X(μg/mL)进行线性回归分析,结果表明:线性方程为Y=0.1412X-0.0614,相关系数 r=0.9998,线性范围为1.0~50μg/mL,方法最低检出限为 0.50μg/mL(以 S/N=3计),定量限为1.50μg/mL(以S/N=10计)。

图1 对照品色谱图Fig.1 The chromatogram of standard

2.3 重现性与回收率实验

重现性实验,用同一标准品(10μg/mL)分别测定5次,计算得保留时间差小于0.2min,峰面积相对标准偏差(RSD值)为0.62%(n=5),重现性较好。取3份空白样品,分别添加 5.0、10.0、15.0μg/mL 标准工作溶液各1mL,按照“1.3”节分析测定条件,进行测定,结果见表 2,计算得回收率为 97.62%~112.13%,平均值为103.10%,RSD为0.48%~1.1%。

表2 空白样品加标回收实验Table 2 Spiked recoveries of a blank sample

2.4 样品分析结果

按照“1.3”节分析测定条件,对三批样品分别进行了三次平行测定,结果见表3。样品分析谱图见图2。

表3 样品检测结果Table 3 The results of the sample

图2 样品色谱图Fig.2 The chromatogram of sample

3 结论

本文采用最新型通用型检测器-电雾式检测器(CAD)对茶叶粗提物中的茶氨酸进行了分析,同时结合智能双三元液相色谱系统进行梯度洗脱与柱后补偿,取得了较好的分析结果。该方法最低检出限为0.50μg/mL(以 S/N=3计),定量限为1.50μg/mL(以S/N=10计);空白样品加标回收率为97.62%~112.13%;重现性实验表明(n=5),茶氨酸的保留时间差值小于0.2min,峰面积的相对标准偏差(RSD值)为0.62%。此方法大大提高了方法的灵敏度,取得了较好的重现性与回收率结果,同时也避免了对茶氨酸进行衍生等复杂操作。

[1]肖伟涛,朱小兰,陈波,等.制备高效液相色谱分离纯化茶氨酸对照品[J].中草药,2004,35(2):148-150.

[2]朱松,王洪新.OPA柱前衍生高效液相色谱法测定茶氨酸的研究[J].分析检测,2005,26(2):17-19.

[3]刘小力,李想.茶叶中茶氨酸的含量方法测定研究[J].食品科学,2009,30(14):281-284.

[4]李银花,刘仲华,黄建安,等.高效液相色谱-蒸发光散射检测器测定茶叶中茶氨酸[J].茶叶科学,2005,25(2):225-228.

[5]郭升平.高效液相色谱法测定茶叶中茶氨酸的研究[J].色谱,1996,14(6):463-465.

[6]朱小兰,陈波,罗旭彪,等.高效液相色谱法测定茶叶中的茶氨酸[J].色谱,2003,21(4):400-402.

[7]朱曙东,赵皓.氨基酸的高效液相色谱分析[J].色谱,1994,12(1):20-23.

[8]Unno T,Suzuki Y,Kaduka T,et al.Metabolism of theanine,γ-glutamylethylamide in rats[J].Journal of Agriculture and Food Chemistry,1999,47(4):1593-1596.

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