IC6300智能離子色譜儀關(guān)于低聚半乳糖及麥芽糖醇與分離度的檢測
2023-02-01
當(dāng)食品安全檢測遭遇“共淋峰”難題，當(dāng)傳統(tǒng)液相色譜法在結(jié)構(gòu)相似的糖與糖醇面前力不從心，實驗室該如何破局？對于分析測試人員而言，低聚半乳糖的定量總是伴隨著繁雜的前處理和高昂的成本；而麥芽糖與麥芽糖醇這一對“孿生兄弟”，更是在氨基柱上難以分離。針對這些長期存在的行業(yè)痛點，本文基于皖儀科技IC6300智能離子色譜儀，探索出一套高效、精準(zhǔn)的檢測方案：不僅實現(xiàn)了低聚半乳糖的高靈敏測定，更成功解決了麥芽糖醇與麥芽糖的分離度挑戰(zhàn)。該方法操作簡便、重復(fù)性優(yōu)異，為糖類物質(zhì)的精準(zhǔn)分析提供了全新的技術(shù)思路。
實驗一：離子色譜法測定樣品中的低聚半乳糖
目前，國內(nèi)外針對GOS的檢測方法有薄層色譜法、氣相色譜法及高效液相色譜法（包括高效液相色譜-蒸發(fā)光散射法、高效液相色譜-示差檢測器法及高效液相色譜-質(zhì)譜法等），除以上方法外，還有離子色譜法，乳粉樣品中GOS的檢測主要以高效離子色譜法為主。其中，薄層色譜法需要制作薄層板，配制展開劑、顯色劑等，操作繁雜，且定量準(zhǔn)確性低。高效液相色譜法的樣品前處理操作也很復(fù)雜，檢測方法一般需要多種標(biāo)準(zhǔn)品，同時使用的質(zhì)譜等檢測器提高了檢測成本。本文采用離子色譜法對樣品中低聚半乳糖進行含量測定。筆者采用皖儀科技離子色譜儀配置安培檢測器，氫氧化鈉和水為淋洗液。該方法前處理簡單，回收率好，靈敏度高，適用于樣品中低聚半乳糖的檢測。
1.實驗方法
1.1儀器配置
表1離子色譜系統(tǒng)配置清單：
1.2實驗材料及輔助設(shè)備水中半乳糖，1000mg/L；水中葡萄糖，1000mg/L；水中乳糖，1000mg/L；磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀；乙腈，色譜純；50%氫氧化鈉溶液；無水乙酸鈉；半乳糖苷酶：活性約150000U/g；客戶樣品GOS；一次性注射器（2mL）；水系針式過濾器（0.22μm）；萬分之一電子天平；實驗用水為皖儀科技超純水凈化器制備，電導(dǎo)率為18.25MΩ·cm（25℃）。
1.3測試條件
表2離子色譜條件 ：
1.4樣品前處理取樣品適量，按照GB1903.27-2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強化劑低聚半乳糖》標(biāo)準(zhǔn)前處理樣品，稀釋合適的稀釋倍數(shù)后過0.22μm水系濾頭后上機測試。
2.結(jié)果與討論
2.1空白測試
圖1空白溶液譜圖：
2.2線性測試
依次移取不同濃度的系列標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，按照1.3工作測試條件得到標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖多點重疊圖如圖2，線性方程見表4，三種糖在該色譜條件下線性相關(guān)系數(shù)R=0.999以上，線性良好。
表3離子標(biāo)曲數(shù)據(jù)
圖2標(biāo)準(zhǔn)曲線重疊譜圖：
圖3半乳糖標(biāo)準(zhǔn)曲線：
圖4葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線：
圖5乳糖標(biāo)準(zhǔn)曲線：
表4標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程：
2.3 樣品含量測試在1.3的工作測試條件下，對1.4的前處理后樣品進行檢測。樣品圖譜如圖6、7和8所示，最終得到樣品中低聚半乳糖的含量如表5所示。
圖6樣A0測試譜圖：
圖7樣A1測試譜圖：
圖8樣A2測試譜圖：
表5樣品結(jié)果分析：
2.3 重復(fù)性測試
在1.3的工作測試條件下，對標(biāo)準(zhǔn)品進行重復(fù)性測試。得到譜圖多點重疊圖如圖9，檢測結(jié)果見表6，可見重復(fù)性試驗峰面積RSD為0.435%、0.503%、0.758%，保留時間RSD為0.790%、0.708%、0.729%。檢測可靠，重復(fù)性良好。
圖9標(biāo)準(zhǔn)品重復(fù)性測試譜圖：
表6標(biāo)準(zhǔn)品重復(fù)性結(jié)果：
3.結(jié)論
采用皖儀科技IC6300智能離子色譜儀配置安培檢測器，建立離子色譜法測定樣品中的低聚半乳糖。樣品通過前處理，然后經(jīng)離子色譜柱分離，采用外標(biāo)法定量，能夠?qū)悠分械牡途郯肴樘沁M行定性、定量分析，該方法簡單易行，重復(fù)性好，靈敏度、準(zhǔn)確度均能達到要求，可采用此方法進行樣品中低聚半乳糖的含量測定。
實驗二：離子色譜測定麥芽糖醇與麥芽糖分離度
國標(biāo)方法《GB5009.8-2023食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖和乳糖的測定》與《GB/T22222-2008食品中木糖醇、山梨醇和麥芽糖醇的測定高效液相色譜法》的實施，為食品中糖及糖醇的定性與定量提供了便捷、準(zhǔn)確的分析手段。然而，在使用氨基色譜柱結(jié)合高效液相色譜法（HPLC）進行檢測時，某些糖與糖醇組分的分離效果不佳，尤其當(dāng)樣品中同時存在木糖醇/葡萄糖或麥芽糖/麥芽糖醇時。若色譜柱選擇不當(dāng)，這些組分甚至可能無法有效分離。這常導(dǎo)致實驗人員需嘗試多種品牌色譜柱以完成實驗，增加了額外工作量。相比之下，采用離子色譜法可有效解決上述分離難題，并已成功實現(xiàn)果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖以及麥芽糖醇的良好分離。
1.實驗方法
1.1儀器配置
表1離子色譜系統(tǒng)配置清單：
1.2實驗材料及輔助設(shè)備麥芽糖醇（100ug/mL）；葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L）；蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L）；果糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L）；乳糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L）；麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L）；實驗用水為超純水凈化器制備，電導(dǎo)率為18.25MΩ·cm（25℃）。
1.3測試條件
1.4樣品前處理取適量麥芽糖醇（100ug/mL）稀釋10倍后過0.45μm水系濾頭后上機測試。
2.結(jié)果與討論
2.1樣品測試
圖1食品中五種糖與麥芽糖醇混標(biāo)測試譜圖：
圖2麥芽糖單標(biāo)測試譜圖：
圖3麥芽糖醇連續(xù)進樣3針重復(fù)性重疊測試譜圖：
樣品重復(fù)性結(jié)果：
3．結(jié)論
采用皖儀IC6300離子色譜儀測定麥芽糖與麥芽糖醇的分離度，應(yīng)用糖分析色譜柱，NaOH淋洗液梯度淋洗，安培檢測器檢測，方法簡單快捷，從測試結(jié)果可見麥芽糖醇峰型良好，目標(biāo)峰的響應(yīng)信號明顯，該方法相比液相檢測方法，分離效果好，重復(fù)性高，更適用于同時檢測麥芽糖與麥芽糖醇。
糖類分析常見分離難題與離子色譜解決策略：
如何應(yīng)對麥芽糖與麥芽糖醇的分離挑戰(zhàn)？
在實際檢測中，使用傳統(tǒng)HPLC-氨基柱時，麥芽糖(還原二糖) 與 麥芽糖醇(麥芽糖的氫化產(chǎn)物) 結(jié)構(gòu)極為相似，常出現(xiàn)共淋峰或分離度不足(R < 1.0)。離子色譜法通過以下機制解決此難題：
| 分離難點 | 產(chǎn)生原因 | 離子色譜解決方案 (基于IC6300) | 本實驗獲得的效果 |
|---|---|---|---|
| 糖與糖醇共淋洗 | 兩者極性相近，在氨基柱上保留行為幾乎一致 | 采用高選擇性糖分析專用柱（陰離子交換機理），基于糖醇羥基解離常數(shù)的細(xì)微差異進行分離 | 麥芽糖與麥芽糖醇分離（基線分離） |
| 檢測響應(yīng)低 | 糖醇無紫外發(fā)色團，示差檢測器靈敏度差 | 使用脈沖安培檢測器 (PAD)，在金電極上直接氧化糖醇羥基產(chǎn)生電信號 | 麥芽糖醇峰形良好，響應(yīng)信號明顯且穩(wěn)定 |
| 方法重現(xiàn)性差 | 氨基柱平衡慢，對流動相pH敏感 | 采用NaOH梯度淋洗，淋洗液在線生成或精確配制，系統(tǒng)穩(wěn)定性高 | 連續(xù)進樣保留時間RSD ≤0.73%，重現(xiàn)性佳 |
直接建議：如果您正在開發(fā)同時含有糖和糖醇(如麥芽糖、乳糖及相應(yīng)的糖醇)的食品或藥品分析方法，且HPLC方法分離度不足，可直接移植本實驗中的色譜條件(糖柱 + NaOH梯度 + PAD檢測)，快速獲得理想分離。
