离子色谱法测定某烟草样品中的糖

1、离子色谱法测定某烟草样品中的糖朱娜 上海市交通大学分析测试中心 上海 nzhu 摘要：提出了一种离子色谱法同时测定烟草中的水溶性糖类物质及含量的方法。选用METROSEP CARB 1 250分离柱，以氢氧化钠/醋酸钠作为流动相，氢氧化钠作为柱后衍生液，采用脉冲安培检测器，建立了离子色谱同时测定某烟草中的肌糖、海藻糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖等8种水溶性糖的有效方法。该方法操作简单、烟草中各糖类组分具有较好的分离度、灵敏度和准确度高，是一种测定烟草样品中各水溶性糖类组分的理想方法。关键词：离子色谱法；烟草中的糖类物质；分离度；在线超滤单元；柱后衍生引言13糖类物质是烟草中的

2、一类重要化合物。烟草中的水溶性糖，尤其是还原糖，与烟草的香味、吃味及焦油生成量密切相关。不同类型、不同产地、不同部位的烟草，其水溶性糖的含量大小不同，导致了烟草品质间的差异性。随着市场对卷烟质量要求的不断提高，确立一种可靠的测定烟草中各种糖类物质的方法，对烟草生产，改良烟草配方和对人体健康的研究具有现实意义；同时准确定性和定量糖类物质对于指导烟草工业生产中的加香加料都有非常重要的意义。目前常用氧化还原滴定法、光度法和比重法测定烟草中的糖类物质，但这些传统的化学方法普遍存在操作繁琐、灵敏度不高等缺点，而且多种组分共存时会因相互干扰而使测定变得困难。本实验建立一种比较理想的用离子色谱法对烟草中的各

3、种糖类组分进行了同时测定的体系，即采用瑞士万通850型离子色谱仪，817型脉冲安培检测器，以氢氧化钠/醋酸钠作为淋洗液，氢氧化钠为柱后衍生液，建立烟草中各糖类组分及含量的分析测定方法。结果表明该方法简单、易行，且各糖类组分间分离度好、灵敏度高、准确度和重现性好，能够满足实际样品的测定需要，为烟草分析行业提供了一种可靠、可行的分析技术手段，同时也为离子色谱的应用开拓了广阔的应用前景。1实验部分1.1仪器和试剂 Metrohm MIC型离子色谱仪（瑞士万通公司），包括817型脉冲安培检测器和IC net2.3色谱工作站；METROSEP Carb 1 250分离柱；20L 定量环；Metrohm

4、MCS 二氧化碳抑制器；英蓝在线超滤单元；813型自动进样器。50%的NaOH（Merck）溶液，NaAc的分析纯试剂；肌糖、海藻糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖的分析纯试剂；某烟草样品。所有溶液均用超纯水（电阻>18.2 MW)配制。1.2样品预处理将某烟草样品置于50mL的超纯水中，在超声波的辅助作用下浸泡、超声30min，取上层清夜经英蓝在线超滤单元处理后直接进样分析。 1.3色谱条件 淋洗液：2.0mMNaOH+0.5mMNaAc的超纯水溶液，流速1.0mL/min；柱后衍生液:100mMNaOH的超纯水溶液，流速0.4mL/min。进样体积：20L。计算：利用I

5、C NET 2.3色谱工作站，以峰面积自动积分计算。2 结果与讨论 2.1色谱条件的选择糖类分子具有电化学活性及在强碱溶液中呈离子化状态。中性糖类为pKa在1214之间的弱酸。在高pH值得淋洗液中，它们会部分或全部以阴离子形式存在，可以在阴离子交换柱上被保留并得到分离。阴离子交换分离其流动相通常采用NaOH或KOH和醋酸钠溶液作为流动相。在这里OH-具有两种作用：一是提高流动相的pH值，使糖类部分或全部分解；另外还可以通过改变OH-的浓度来改变糖的保留时间，从而增加其选择性。流动相提供的AC-与固定相的亲和力大于OH-与固定相的亲和力，改变Ac-的浓度可以改变各种糖组分的分离效果和分析时间2。

6、根据上述原理我们选用氢氧化钠/醋酸钠作为流动相。在该实验中我们考察了不同比例的氢氧化钠/醋酸钠(2.5/0.5，2.0/0.4，2.0/0.5，2.0/0.8)作为流动相的情况，发现醋酸钠在流动相中比例增大，可加快各组分的洗脱，但不利于各组分间的分离，致使阿拉伯糖与半乳糖、木糖与甘露糖间的分离效果变差；醋酸钠在流动相中比例减少，有利于各组分间的分离，但是分析时间也显著延长；当氢氧化钠在流动相中的浓度大于2.0mM时，色谱峰形不好，同时某些性质相似的组分间的分离度变差；综合考虑分离效果、分析时间等因素，本文选择2.0mMNaOH+0.5mMNaAc的超纯水溶液作为流动相。本文采用金电极的脉冲安培

7、检测器，当在金电极上施加一个电位时，糖可在金电极表面上发生氧化反应，从而产生电流信号，pH值越高产生的信号就越强，也就越灵敏2。为了增加响应值，提高灵敏度，我们采用NaOH的超纯水溶液作为柱后衍生液，并对不同浓度的NaOH溶液（50 mM,100mM,300 mM）进行了考察，发现NaOH溶液的浓度高于100mM时造成背景值太高、容易过载而出现平顶峰；当NaOH溶液的浓度低于于100mM时各组分的信噪比不够高，灵敏度低；综合考虑背景值、灵敏度等因素，本文选择100mMNaOH的超纯水溶液作为柱后衍生液。2.2糖标准溶液的分析及色谱图图1. 标准糖溶液的色谱图 在优化后的分离条件下，分析标准溶液

8、，其分离情况见图1，由图中可知，8种糖分离效果良好，各组分间实现完全分离。各组分糖相应的校准曲线采用色谱峰的峰面积作为计算依据，糖标准的浓度为mg/L。对标准样品进行多次分析，考察分析方法的重现性。在6次重复分析同一个混和标样的实验结果中，各种糖组分的保留时间差别在0.11min以内，峰面积的相对标准偏差在0.073%2.1%之间，重现性良好，完全可以满足微量糖分析的精度要求。表1 标准样品的校准曲线和相关系数糖类组分校准曲线相关系数肌糖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 某烟草样品中糖类组分的分析某烟草样品的糖类组分测定结果参见图2和图3。图2. 某烟草样品的色谱图 图3. 烟草样品稀释4倍后的色谱图 图2和图3表明该烟草

10、样品是主要是由肌糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖和果糖组成，根据各组分的峰面积确定其浓度，同时为了确定所得结果的准确性，我们对一些组分做了加标回收率实验，各组分浓度、相对标准方差（n=3）、所选某些组分的加标量及加标回收率的详细数据见表2。可见所得数据真实、准确、可靠。 表2 某样品测定结果及加标回收率实验结果ComponentsSolution Conc. ( mg/L )RSD(%)(n=3)加标量(mg/L )加标回收率（%）Inositol57.1640.074FucoseNDArabinose2.6100.446Galactose1.1191.508196.9Glucose

11、27.1190.55220104.56Xylose0.5551.8330.588.84Mannose3.1791.556296.75Fructose80.4820.23940106.203. 结论及建议结论：利用离子色谱-脉冲安培检测法，可有效、准确地分析烟草中的糖类组分，该方法操作简单，重复性好，各种糖类的分离度好，可准确测定出烟草样品中各糖类组分。不仅测定了烟草中含量较高组分-葡萄糖和果糖的含量，同时对烟草中的微量糖类如肌糖、半乳糖、木糖和甘露糖也进行了定性和定量分析，并对它们做了加标回收率实验，以确定试验结果的准确度，结果表明方法准确可信。样品超声溶解后，通过英蓝在线超滤单元后直接进样分析，可避免手工过滤带来的麻烦和不必要的污染，省时、省力、节约成本。建议：淋洗液对 CO2有很强的灵敏性，微量CO2的吸收即可对谱图有较大的影响，所以在测定的过程中，必须保证淋洗液隔绝CO2；建议每天更换淋洗液，最好采用50%的NaOH 离子色谱专用试剂。另外，采用柱后衍生技术可大大提高各组分的检测灵敏度。参考文献1 刘少