1、離子色譜法測(cè)定某煙草樣品中的糖朱娜 上海市交通大學(xué)分析測(cè)試中心 上海 nzhu 摘要：提出了一種離子色譜法同時(shí)測(cè)定煙草中的水溶性糖類物質(zhì)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(dòng)相，氫氧化鈉作為柱后衍生液，采用脈沖安培檢測(cè)器，建立了離子色譜同時(shí)測(cè)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(jiǎn)單、煙草中各糖類組分具有較好的分離度、靈敏度和準(zhǔn)確度高，是一種測(cè)定煙草樣品中各水溶性糖類組分的理想方法。關(guān)鍵詞：離子色譜法；煙草中的糖類物質(zhì)；分離度；在線超濾單元；柱后衍生引言13糖類物質(zhì)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(guān)。不同類型、不同產(chǎn)地、不同部位的煙草，其水溶性糖的含量大小不同，導(dǎo)致了煙草品質(zhì)間的差異性。隨著市場(chǎng)對(duì)卷煙質(zhì)量要求的不斷提高，確立一種可靠的測(cè)定煙草中各種糖類物質(zhì)的方法，對(duì)煙草生產(chǎn)，改良煙草配方和對(duì)人體健康的研究具有現(xiàn)實(shí)意義；同時(shí)準(zhǔn)確定性和定量糖類物質(zhì)對(duì)于指導(dǎo)煙草工業(yè)生產(chǎn)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(cè)定煙草中的糖類物質(zhì)，但這些傳統(tǒng)的化學(xué)方法普遍存在操作繁瑣、靈敏度不高等缺點(diǎn)，而且多種組分共存時(shí)會(huì)因相互干擾而使測(cè)定變得困難。本實(shí)驗(yàn)建立一種比較理想的用離子色譜法對(duì)煙草中的各

3、種糖類組分進(jìn)行了同時(shí)測(cè)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(cè)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(cè)定方法。結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)單、易行，且各糖類組分間分離度好、靈敏度高、準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性好，能夠滿足實(shí)際樣品的測(cè)定需要，為煙草分析行業(yè)提供了一種可靠、可行的分析技術(shù)手段，同時(shí)也為離子色譜的應(yīng)用開拓了廣闊的應(yīng)用前景。1實(shí)驗(yàn)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(cè)器和IC net2.3色譜工作站；METROSEP Carb 1 250分離柱；20L 定量環(huán)；Metrohm

4、MCS 二氧化碳抑制器；英藍(lán)在線超濾單元；813型自動(dòng)進(jìn)樣器。50%的NaOH（Merck）溶液，NaAc的分析純?cè)噭?；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?cè)噭荒碂煵輼悠?。所有溶液均用超純水（電?gt;18.2 MW)配制。1.2樣品預(yù)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(jīng)英藍(lán)在線超濾單元處理后直接進(jìn)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(jìn)樣體積：20L。計(jì)算：利用I

5、C NET 2.3色譜工作站，以峰面積自動(dòng)積分計(jì)算。2 結(jié)果與討論 2.1色譜條件的選擇糖類分子具有電化學(xué)活性及在強(qiáng)堿溶液中呈離子化狀態(tài)。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(huì)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(dòng)相通常采用NaOH或KOH和醋酸鈉溶液作為流動(dòng)相。在這里OH-具有兩種作用：一是提高流動(dòng)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(shí)間，從而增加其選擇性。流動(dòng)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(shí)間2。

6、根據(jù)上述原理我們選用氫氧化鈉/醋酸鈉作為流動(dòng)相。在該實(shí)驗(yàn)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(dòng)相的情況，發(fā)現(xiàn)醋酸鈉在流動(dòng)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(dòng)相中比例減少，有利于各組分間的分離，但是分析時(shí)間也顯著延長(zhǎng)；當(dāng)氫氧化鈉在流動(dòng)相中的濃度大于2.0mM時(shí)，色譜峰形不好，同時(shí)某些性質(zhì)相似的組分間的分離度變差；綜合考慮分離效果、分析時(shí)間等因素，本文選擇2.0mMNaOH+0.5mMNaAc的超純水溶液作為流動(dòng)相。本文采用金電極的脈沖安培

7、檢測(cè)器，當(dāng)在金電極上施加一個(gè)電位時(shí)，糖可在金電極表面上發(fā)生氧化反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流信號(hào)，pH值越高產(chǎn)生的信號(hào)就越強(qiáng)，也就越靈敏2。為了增加響應(yīng)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(duì)不同濃度的NaOH溶液（50 mM,100mM,300 mM）進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)NaOH溶液的濃度高于100mM時(shí)造成背景值太高、容易過載而出現(xiàn)平頂峰；當(dāng)NaOH溶液的濃度低于于100mM時(shí)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(biāo)準(zhǔn)溶液的分析及色譜圖圖1. 標(biāo)準(zhǔn)糖溶液的色譜圖 在優(yōu)化后的分離條件下，分析標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)完全分離。各組分糖相應(yīng)的校準(zhǔn)曲線采用色譜峰的峰面積作為計(jì)算依據(jù)，糖標(biāo)準(zhǔn)的濃度為mg/L。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行多次分析，考察分析方法的重現(xiàn)性。在6次重復(fù)分析同一個(gè)混和標(biāo)樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，各種糖組分的保留時(shí)間差別在0.11min以內(nèi)，峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.073%2.1%之間，重現(xiàn)性良好，完全可以滿足微量糖分析的精度要求。表1 標(biāo)準(zhǔn)樣品的校準(zhǔn)曲線和相關(guān)系數(shù)糖類組分校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)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(cè)定結(jié)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(jù)各組分的峰面積確定其濃度，同時(shí)為了確定所得結(jié)果的準(zhǔn)確性，我們對(duì)一些組分做了加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，各組分濃度、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方差（n=3）、所選某些組分的加標(biāo)量及加標(biāo)回收率的詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2?？梢娝脭?shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠。 表2 某樣品測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果ComponentsSolution Conc. ( mg/L )RSD(%)(n=3)加標(biāo)量(mg/L )加標(biāo)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(jié)論及建議結(jié)論：利用離子色譜-脈沖安培檢測(cè)法，可有效、準(zhǔn)確地分析煙草中的糖類組分，該方法操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，各種糖類的分離度好，可準(zhǔn)確測(cè)定出煙草樣品中各糖類組分。不僅測(cè)定了煙草中含量較高組分-葡萄糖和果糖的含量，同時(shí)對(duì)煙草中的微量糖類如肌糖、半乳糖、木糖和甘露糖也進(jìn)行了定性和定量分析，并對(duì)它們做了加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，以確定試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，結(jié)果表明方法準(zhǔn)確可信。樣品超聲溶解后，通過英藍(lán)在線超濾單元后直接進(jìn)樣分析，可避免手工過濾帶來的麻煩和不必要的污染，省時(shí)、省力、節(jié)約成本。建議：淋洗液對(duì) CO2有很強(qiáng)的靈敏性，微量CO2的吸收即可對(duì)譜圖有較大的影響，所以在測(cè)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(shù)可大大提高各組分的檢測(cè)靈敏度。參考文獻(xiàn)1 劉少