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戴安非抑制離子色譜法測定減肥產品中的 左旋肉堿
閱讀：763 發布時間：2019-5-28引言：左旋肉堿（L-carnitine, β-羥基γ-*銨丁酸）又稱肉毒堿或維生素BT， 其化學式為C7H15O3N，分子量為162.2，是一種促使脂肪轉化為能量的類氨基 酸。L-肉堿的主要功能是參與動物體內的脂肪代謝，它作為載體將長鏈脂肪酸 從腺粒體膜外輸送到膜內，促進脂肪酸的β-氧化，從而促進脂肪的代謝，因 此左旋肉堿具有多種重要的生理功能[i,ii]。左旋肉堿已廣泛應用于醫藥、保健和 食品等領域，被瑞士、法國、美國和世界衛生組織規定為法定的多用途營養 劑。我國食品添加劑衛生標準GB2760-1996規定了左旋肉堿酒石酸鹽為食品 營養強化劑，可應用于咀嚼片、飲液、膠囊、乳粉及乳飲料等。市場上已出現 了許多以左旋肉堿為主要功能的減肥產品。
左旋肉堿極性較強，缺少發色基團，定量分析困難。國內外對左旋肉堿的 測定主要有酶法[iii,iv]、電泳法[v]、電化學法[vi]，液相色譜法[vii~xiii]等。液相 色譜法中有的需要衍生、有的靈敏度較低。其它方法準確性較差，設備較貴等 原因較少使用。
離子色譜法可測定在水溶液中能電離的物質。在酸性溶液中，左旋肉堿表 現為陽離子特性，帶正電荷，可用陽離子交換色譜柱分離。但左旋肉堿的兩性 特征使其無法采用抑制型電導檢測。為此，我們通過實驗，摸索出左旋肉堿的 非抑制型離子色譜測定的新方法。該方法前處理簡便、檢測快速，用于實際樣 品的檢測，結果令人滿意。
測試條件
儀器：賽默飛戴安ICS系列離子色譜系統帶柱溫箱。 分析柱: IonPac CS17 + IonPac CG17，4 mm
流動相組成：
MSA：0-22 min，5 mM；流速：1 mL/min 柱溫：30 ℃
檢測方式：抑制型電導檢測
進樣量：25 µL
樣品前處理
膠囊：拆開膠囊外皮，稱取其中的粉末樣品約0.1 g 至100 mL容量瓶中，用超純水定容到100 mL后，室溫超聲提取30 min，靜置30 min，取上層清液，4000 r/min離 心20 min后，將溶液通過0.22µm尼龍濾膜和OnGuard II RP柱，棄去6 mL初始流出液后采集2 mL樣品用于離子色 譜測定。
咀嚼片：將咀嚼片粉碎，混勻，稱取其中的粉末樣 品約0.1 g至100mL容量瓶中，用超純水定容到100 mL 后，室溫超聲提取30 min，靜置30 min，取上層清液， 4000 r/min離心20 min后，將溶液通過0.22µm尼龍濾膜和 OnGuard II RP柱，棄去6 mL初始流出液后采集2 mL樣品 用于離子色譜測定。
OnGuard II RP柱（2.5 cc），預先使用10 mL甲醇和 15 mL水活化。
結果與討論
1. 前處理條件的選擇
減肥產品中，通常加入左旋肉堿穩定形式的左旋肉 堿酒石酸鹽。左旋肉堿酒石酸鹽易溶于水，但不易溶于有 機溶劑。離子色譜的淋洗液是水溶液，因此選用水作提取 劑。對用水作溶劑提取極性化合物，超聲提取是有效的提 取方法。我們考察了用超聲提取時，提取溫度與提取時間 對回收率的影響，實驗結果列于表1和表2。
從表1數據可見，增加提取時間，測得結果逐漸增 大，當提取時間大于20 min后，提取效率增大不明顯了。 考慮到某些基體復雜的減肥產品，可將提取時間適當延 長，因此提取時間選擇為30 min。表2中，30 ℃時測得左 旋肉堿含量已經是50 ℃時的99.9%，這說明30 ℃左旋肉 堿的提取已經充分。因此選擇在30 ℃、30 min下超聲提取 即可。
2. 色譜柱的選擇
按實驗方法，我們比較了左旋肉堿在IonPac SCS1、 IonPac CS12A、IonPac CS17三種不同色譜柱上的出 峰及分離情況。SCS1柱為硅膠基質的色譜柱，不耐酸 堿，雖然可用低濃度（3 mM）的淋洗液等度洗脫，但L肉堿在該柱拖尾嚴重，對稱因子為4.05，靈敏度不高。 CS12A柱的離子交換功能基團為羧基/磷酸基，柱容量 高（2800 ueq），親水性較CS17柱弱，對一價和二價 陽離子的保留相對較強，對疏水性比較強的L-左旋肉堿 離子保留比較強，需用高濃度的淋洗液才能洗脫保留的 陽離子，這會導致高的背景電導和高的檢出限。采用 15.56 mM的甲基磺酸在CS12A柱上等度淋洗左旋肉堿
背景電導5371 uS，色譜峰的對稱因子2.25，理論塔板數 1936，可見對稱性和柱效也不好。CS17柱功能基團為 羧酸基，柱容量（1450 ueq）較CS12A柱低，可用較低 濃度的淋洗液洗脫一價和二價陽離子，因此降低背景電 導，提高檢出限。L-肉堿在此色譜上對稱性良好，5 mM 等度淋洗，對稱因子為1.17，與可能存在的其它陽離子 易于分開。因此，選擇CS17 + CG17作為分析L-左旋肉堿 的色譜柱。
3. 淋洗液濃度的確定
我們選用不同濃度的甲基磺酸，測定混合標樣a中左 旋肉堿的色譜分析特征。隨著淋洗液濃度降低，背景電導 降低，噪聲降低，理論塔板數提高，各成分間的分離度增 大，對稱因子降低，峰形改善（如表3所示）。但由于濃 度降低，酸度降低，導致峰高降低，靈敏度降低。因為L肉堿是弱堿，溶液的酸度減弱，L-肉堿的解離減弱，電導 響應也將減弱。同時，更低濃度的酸使各成分的保留時間 明顯增長，特別是兩價離子的保留時間增加更多，當濃度 降低到3 mmol/L時，Ca2+離子的保留時間大于50 min，不 利于提高分析效率（如表4所示）。綜合考慮，我們選擇 5 mmol/L的甲基磺酸作為分析用淋洗液。
4. 干擾實驗
由于鉀、鈉、鈣、鎂、銨為水中的常見離子，在樣 品中普遍存在。而某些含左旋肉堿的保健產品也會添加膽 堿類類物質例如膽堿及乙酰膽堿來促進脂肪運輸和神經發 育。因此我們考察了常見陽離子及膽堿和乙酰膽堿對左旋 肉堿出峰的影響。從圖1可見，常見六種陽離子能與左旋 肉堿較好分離。50 mg/L的膽堿和乙酰膽堿與400 mg/L的 左旋肉堿出峰互相不干擾，分離度達到2.72．
5. 檢出限與線性范圍
按實驗方法在選定的色譜條件下，對左旋肉堿進行 線性和檢出限測定。檢出限按照S/N=3進行測算，Noise= 0.06 µS。數據見表5。在選定的濃度范圍內，線性相關系 數r>0.999。左旋肉堿檢出限1 mg/g。
6. 精密度與回收率 按實驗方法，取減肥產品進行不同濃度加標試驗連續進樣5次，測定左旋肉堿平均回收率和精密度，結果 列于表5，該方法的回收率在87.9%~106%之間，RSD小 于6.6%。
實際樣品分析
按實驗方法，對市售標示含有左旋肉堿的減肥產品進 行了測試，結果見表7及圖2。
結論
采用非抑制型賽默飛戴安ICS系列離子色譜來測定左旋肉堿具有簡 單、快速、干擾少、環保等特點。相比常見液相色譜方 法，無需衍生化，避免了繁瑣的操作，節約時間，重復 性好。該方法可用于減肥產品中左旋肉堿的含量測定。