離子色譜法測定某煙草樣品中的糖

1、離子色譜法測定某煙草樣品中的糖朱娜 上海市交通大學分析測試中心 上海 nzhu 摘要：提出了一種離子色譜法同時測定煙草中的水溶性糖類物質及含量的方法。選用METROSEP CARB 1 250分離柱，以氫氧化鈉/醋酸鈉作為流動相，氫氧化鈉作為柱后衍生液，采用脈沖安培檢測器，建立了離子色譜同時測定某煙草中的肌糖、海藻糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖等8種水溶性糖的有效方法。該方法操作簡單、煙草中各糖類組分具有較好的分離度、靈敏度和準確度高，是一種測定煙草樣品中各水溶性糖類組分的理想方法。關鍵詞：離子色譜法；煙草中的糖類物質；分離度；在線超濾單元；柱后衍生引言13糖類物質是煙草中的

2、一類重要化合物。煙草中的水溶性糖，尤其是還原糖，與煙草的香味、吃味及焦油生成量密切相關。不同類型、不同產地、不同部位的煙草，其水溶性糖的含量大小不同，導致了煙草品質間的差異性。隨著市場對卷煙質量要求的不斷提高，確立一種可靠的測定煙草中各種糖類物質的方法，對煙草生產，改良煙草配方和對人體健康的研究具有現實意義；同時準確定性和定量糖類物質對于指導煙草工業生產中的加香加料都有非常重要的意義。目前常用氧化還原滴定法、光度法和比重法測定煙草中的糖類物質，但這些傳統的化學方法普遍存在操作繁瑣、靈敏度不高等缺點，而且多種組分共存時會因相互干擾而使測定變得困難。本實驗建立一種比較理想的用離子色譜法對煙草中的各

3、種糖類組分進行了同時測定的體系，即采用瑞士萬通850型離子色譜儀，817型脈沖安培檢測器，以氫氧化鈉/醋酸鈉作為淋洗液，氫氧化鈉為柱后衍生液，建立煙草中各糖類組分及含量的分析測定方法。結果表明該方法簡單、易行，且各糖類組分間分離度好、靈敏度高、準確度和重現性好，能夠滿足實際樣品的測定需要，為煙草分析行業提供了一種可靠、可行的分析技術手段，同時也為離子色譜的應用開拓了廣闊的應用前景。1實驗部分1.1儀器和試劑 Metrohm MIC型離子色譜儀（瑞士萬通公司），包括817型脈沖安培檢測器和IC net2.3色譜工作站；METROSEP Carb 1 250分離柱；20L 定量環；Metrohm

4、MCS 二氧化碳抑制器；英藍在線超濾單元；813型自動進樣器。50%的NaOH（Merck）溶液，NaAc的分析純試劑；肌糖、海藻糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖的分析純試劑；某煙草樣品。所有溶液均用超純水（電阻>18.2 MW)配制。1.2樣品預處理將某煙草樣品置于50mL的超純水中，在超聲波的輔助作用下浸泡、超聲30min，取上層清夜經英藍在線超濾單元處理后直接進樣分析。 1.3色譜條件 淋洗液：2.0mMNaOH+0.5mMNaAc的超純水溶液，流速1.0mL/min；柱后衍生液:100mMNaOH的超純水溶液，流速0.4mL/min。進樣體積：20L。計算：利用I

5、C NET 2.3色譜工作站，以峰面積自動積分計算。2 結果與討論 2.1色譜條件的選擇糖類分子具有電化學活性及在強堿溶液中呈離子化狀態。中性糖類為pKa在1214之間的弱酸。在高pH值得淋洗液中，它們會部分或全部以陰離子形式存在，可以在陰離子交換柱上被保留并得到分離。陰離子交換分離其流動相通常采用NaOH或KOH和醋酸鈉溶液作為流動相。在這里OH-具有兩種作用：一是提高流動相的pH值，使糖類部分或全部分解；另外還可以通過改變OH-的濃度來改變糖的保留時間，從而增加其選擇性。流動相提供的AC-與固定相的親和力大于OH-與固定相的親和力，改變Ac-的濃度可以改變各種糖組分的分離效果和分析時間2。

6、根據上述原理我們選用氫氧化鈉/醋酸鈉作為流動相。在該實驗中我們考察了不同比例的氫氧化鈉/醋酸鈉(2.5/0.5，2.0/0.4，2.0/0.5，2.0/0.8)作為流動相的情況，發現醋酸鈉在流動相中比例增大，可加快各組分的洗脫，但不利于各組分間的分離，致使阿拉伯糖與半乳糖、木糖與甘露糖間的分離效果變差；醋酸鈉在流動相中比例減少，有利于各組分間的分離，但是分析時間也顯著延長；當氫氧化鈉在流動相中的濃度大于2.0mM時，色譜峰形不好，同時某些性質相似的組分間的分離度變差；綜合考慮分離效果、分析時間等因素，本文選擇2.0mMNaOH+0.5mMNaAc的超純水溶液作為流動相。本文采用金電極的脈沖安培

7、檢測器，當在金電極上施加一個電位時，糖可在金電極表面上發生氧化反應，從而產生電流信號，pH值越高產生的信號就越強，也就越靈敏2。為了增加響應值，提高靈敏度，我們采用NaOH的超純水溶液作為柱后衍生液，并對不同濃度的NaOH溶液（50 mM,100mM,300 mM）進行了考察，發現NaOH溶液的濃度高于100mM時造成背景值太高、容易過載而出現平頂峰；當NaOH溶液的濃度低于于100mM時各組分的信噪比不夠高，靈敏度低；綜合考慮背景值、靈敏度等因素，本文選擇100mMNaOH的超純水溶液作為柱后衍生液。2.2糖標準溶液的分析及色譜圖圖1. 標準糖溶液的色譜圖 在優化后的分離條件下，分析標準溶液

8、，其分離情況見圖1，由圖中可知，8種糖分離效果良好，各組分間實現完全分離。各組分糖相應的校準曲線采用色譜峰的峰面積作為計算依據，糖標準的濃度為mg/L。對標準樣品進行多次分析，考察分析方法的重現性。在6次重復分析同一個混和標樣的實驗結果中，各種糖組分的保留時間差別在0.11min以內，峰面積的相對標準偏差在0.073%2.1%之間，重現性良好，完全可以滿足微量糖分析的精度要求。表1 標準樣品的校準曲線和相關系數糖類組分校準曲線相關系數肌糖A=0.0255225+0.576004×Q0.999999海藻糖A=-0.326046+0.312682×Q0.999997阿拉伯糖A=

9、-0.667754+0.144920×Q0.999869半乳糖A=-0.706955+0.367799×Q0.999991葡萄糖A=0.0623971+0.596102×Q0.999974木糖A=-1.27628+0.293370×Q0.999984甘露糖A=-1.13521+0.198100×Q0.999941果糖A=-5.79333+0.0720869×Q0.9998762.3 某煙草樣品中糖類組分的分析某煙草樣品的糖類組分測定結果參見圖2和圖3。圖2. 某煙草樣品的色譜圖 圖3. 煙草樣品稀釋4倍后的色譜圖 圖2和圖3表明該煙草

10、樣品是主要是由肌糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖和果糖組成，根據各組分的峰面積確定其濃度，同時為了確定所得結果的準確性，我們對一些組分做了加標回收率實驗，各組分濃度、相對標準方差（n=3）、所選某些組分的加標量及加標回收率的詳細數據見表2。可見所得數據真實、準確、可靠。 表2 某樣品測定結果及加標回收率實驗結果ComponentsSolution Conc. ( mg/L )RSD(%)(n=3)加標量(mg/L )加標回收率（%）Inositol57.1640.074FucoseNDArabinose2.6100.446Galactose1.1191.508196.9Glucose

11、27.1190.55220104.56Xylose0.5551.8330.588.84Mannose3.1791.556296.75Fructose80.4820.23940106.203. 結論及建議結論：利用離子色譜-脈沖安培檢測法，可有效、準確地分析煙草中的糖類組分，該方法操作簡單，重復性好，各種糖類的分離度好，可準確測定出煙草樣品中各糖類組分。不僅測定了煙草中含量較高組分-葡萄糖和果糖的含量，同時對煙草中的微量糖類如肌糖、半乳糖、木糖和甘露糖也進行了定性和定量分析，并對它們做了加標回收率實驗，以確定試驗結果的準確度，結果表明方法準確可信。樣品超聲溶解后，通過英藍在線超濾單元后直接進樣分析，可避免手工過濾帶來的麻煩和不必要的污染，省時、省力、節約成本。建議：淋洗液對 CO2有很強的靈敏性，微量CO2的吸收即可對譜圖有較大的影響，所以在測定的過程中，必須保證淋洗液隔絕CO2；建議每天更換淋洗液，最好采用50%的NaOH 離子色譜專用試劑。另外，采用柱后衍生技術可大大提高各組分的檢測靈敏度。參考文獻1 劉少