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irm-LC/MS: 蜂蜜中糖的δ13C分析同位素质谱应用报告（一）

2020.7.20

Andreas W. Hilkert, Michael Krummen and Dieter Juchelka, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany

关键词 同位素质谱 HPLC 糖蜂蜜化合物特定同位素分析 LC IsoLink接口

前言糖类是生命中最大和最常见的分子家族。糖类充当着能量的来源， DNA和RNA的主要组成部分，生物活性化合物的载体和植物组织结构的建筑材料。糖类能够携带其来源和处理加工过程的信息。如果用同位素标记，它可以告诉我们关于其循环途径和新陈代谢情况。同位素质谱的应用是建立在对自然界中发生的物理和生化同位素分馏所产生的化合物中同位素间的最小差异的分析基础之上的。用同位素质谱仪所作的同位素示踪实验，只须使用极低量的示踪物质（<< 0.1 at%）就可给出糖代谢的途径和代谢率。超高精度同位素质谱甚至能对新陈代谢过程中的天然示踪物质：如C-3化合物中的C-4化合物进行分析。C-3和C-4是CO2在植物中固定的两种途径的首字母缩写，这两种固定途径导致了碳的 13 C/ 12 C同位素比之差为15‰（δ符号，～0.015at%），高精度同位素质谱的测量精度优于± 0.2 ‰，与其相比，这已经是一个大范围了。

糖混合物的δ值及重复性的irm-LC/MS测量结果

同位素比监测-液质联用仪（irm-LC/MS）包括LC IsoLink接口是分析糖类的可选技术。既不需要连接气相色谱，也不需要连接元素分析器（EA）就可完成。小样品量复杂混合物用于做化合物特定同位素分析，无需大量的准备或衍生化工作。对于irm-LC/MS来说不存在由于糖类乙酰化产生的同位素转移。由于不需要衍生化并减少了准备的步骤，用irm-LC/MS分析糖类将得到更准确、更精密和更快速的结果。一种新的方法是对水溶液中的总体亚微克级样品的同位素分析。样品准备的容易度、分析速度（<100秒/样品）和高灵敏度（EA法的100倍）较传统EA法优越得多。

糖混合物的irm-LC/MS色谱图

irm-LC/MS 色谱条件

irm-LC/MS 技术 LC IsoLink是第一种连接高效液相色谱（HPLC）与同位素比质谱的高灵敏度接口，用于重复并精确地联机测定 13 C/ 12 C同位素比。在保证色谱分辨率的条件下，可分析所有从HPLC色谱柱上洗脱下来的有机化合物。在LC IsoLink接口中，样品在HPLC的洗脱水溶液中被氧化，然后生成的CO 2 从液相中分离出来。这个过程是定量的和自由分离的过程。氧化物由两种溶液组成：氧化剂和催化剂。它们分别由泵抽取并加入到流动相中。在该混合物中所有从HPLC色谱柱上洗脱下来的单有机化合物在通过一个加热的反应炉时被氧化成一定量的CO 2 ，在一个流动方向向下的分离单元中，CO 2 从液相中被去除，然后被嵌入He气流中，He中的单个CO 2 峰随即通过一个联机气体干燥单元（Nafion™）干燥，然后通过一个打开的狭缝接口进入同位素比质谱。