刘震：管内硼亲和固相微萃取-HPLC助力发现最佳沏茶温度
近日，《色谱》期刊编委刘震团队发布新成果——管内硼亲和固相微萃取-高效液相色谱全自动在线联用检测茶饮料中的顺式二羟基化合物。
王欣, 何坚刚, 罗琪, 刘震*
色谱, 2020, Vol. 38 Issue (1): 137-142
DOI: 10.3724/SP.J.1123.2019.06020
管内硼亲和固相微萃取-高效液相色谱全自动在线联用检测茶饮料中的顺式二羟基化合物
固相微萃取(SPME)是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术。SPME技术自创立以来得到迅速发展与广泛应用。SPME将样品取样、样品制备和样品浓缩等过程集成到一个萃取相并一步完成, 能与分析仪器进行离线或在线联用。绝大多数的SPME是利用非共价相互作用(如疏水相互作用等)将目标分子吸附到萃取相表面, 因而存在着作用力弱和选择性较差的缺点。因此, 和常规的SPME相比, 以取代硼酸为配基的硼亲和SPME具有多种优点:(1)选择性较高, 能选择性萃取核苷酸、糖蛋白和糖肽等重要的顺式二羟基生物分子； (2)作用力较强, 解离平衡常数(Kd)通常为10-1~10-4mol/L, 相对于非共价作用, 萃取能力较强； (3)由于非共价作用导致的非特异性吸附可以通过重复清洗萃取相的办法清除； (4)可以通过使用酸性pH或加入单糖等顶替试剂即可实现目标物的解吸, 不需要高温、高盐浓度、高有机溶剂等容易导致生物分子变性的苛刻条件。
SPME的一个重要优势是其易于与分析仪器进行联用。但是, 与SPME-GC联用相比, SPME-HPLC联用的实际应用相对要少得多。这主要是因为SPME-HPLC联用受以下两个因素的限制:分析物在液相和常温条件的解吸时间长, 容易造成样品残留和样品区带展宽； 自动化的SPME-HPLC联用接口和联用方法很少。硼亲和固相微萃取的萃取/解吸为受pH调控的可逆过程, 溶质的解吸非常容易, 采用弱酸性溶液洗脱即可。该特征使得硼亲和固相微萃取特别适用于HPLC进行在线联用。
儿茶素和茶黄素是茶叶中重要的活性成分, 它们均为顺式二羟基化合物。儿茶素能有效地抑制或延缓中风、衰老、癌症和糖尿病的发生, 而茶黄素具有调节血脂、预防心血管疾病的功效, 而且无毒副作用, 被誉为茶叶中“软黄金”。因此, 对茶叶及茶饮料中的儿茶素等顺式二羟基化合物的自动分析与检测对于茶叶及其制品的质量控制具有重要意义。
本文报道了一种新颖的管内硼亲和固相微萃取-高效液相色谱全自动在线联用, 用于分析茶饮料中的顺式二羟基化合物。该自动化在线联用方法利用商品化HPLC仪器配备的自动进样器通过六通阀的切换实现流路连接。在本文中, 制备了管内硼亲和SPME毛细管, 考察了涂层柱的柱容量并对其形貌进行了表征, 考察并优化了影响实际样品分离效果的因素, 最后, 利用该联用方法对3种不同品牌的茶饮料进行了分析, 并对沏茶温度对茶水中顺式二羟基化合物含量的影响进行了评价。
1、实验原理示意图
管内硼亲和固相微萃取-高效液相色谱全自动在线联用的原理见图 1。该在线联用分为两步:萃取, 解吸和分离。在萃取时, 萃取毛细管与自动进样系统的计量泵相连, 样品反复多次从样品瓶中被吸取到硼亲和萃取毛细管并排出； 在解吸和分离时, 通过切换六通阀, 硼亲和萃取毛细管连接到液相色谱, 被萃取到萃取毛细管管壁上的顺式二羟基化合物用酸性流动相洗脱, 然后直接注入HPLC系统进行分离和检测。
2、硼亲和涂层柱制备
硼亲和涂层柱按照文献方法适当修改后制作。首先进行毛细管管壁预处理:石英毛细管依次用1 mol/L NaOH溶液冲洗30 min, 水冲洗至中性, 1 mol/L HCl溶液冲洗30 min, 水冲洗二次至中性, 再用氮气吹扫12 h至干。将γ-MAPS/MeOH(1:1, v/v)溶液注入毛细管, 在45 ℃水浴中反应过夜。反应结束后用甲醇冲洗毛细管, 氮气吹干, 得到内壁衍生了双键的毛细管空管。然后进行涂层柱的制备:1 mg AIBN溶于40 μL EDMA溶液中, 加入20 mg VPBA, 再加入195 μL一缩二乙二醇和45 μL乙二醇, 涡旋, 在冰浴中超声15 min。将配好的溶液注入内壁衍生了双键的毛细管中, 在75 ℃水浴中反应2 h, 用HPLC泵将未反应完全的溶液泵出后在毛细管内壁留下涂层, 将制得的涂层柱用甲醇冲洗除去残留的未反应物。
3、色谱分离条件
色谱柱:Venusil XBP-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm)； 柱温:20 ℃； 流动相:甲醇/10 mmol/L甲酸(50:50, v/v)； 流速:0.5 mL/min； DAD检测波长:275 nm。
4、样品制备
取适量茶饮料, 加入等体积100 mmol/L磷酸二氢钠后用氢氧化钠溶液调节pH到8.5, 加入偏亚硫酸钠(6 mmol/L)防止儿茶素氧化, 混匀后取适量进样。
分别称取1 g溧阳绿茶于3个茶杯中, 依次用150 mL温度为95、85、75和65 ℃的水加入杯中, 加盖泡30 min, 之后分别取上清液与同体积的50 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液混合, 之后加入偏亚硫酸钠, 用1 mol/L NaOH和1 mol/L HCl调节pH到8.5。将1.5 mL经过处理的样品放入样品瓶中进行全自动SPME-HPLC测定。
结论
以硼亲和高分子涂层毛细管柱作为管内固相微萃取柱, 以商品化和自制茶饮料中的顺式二羟基化合物为目标分析物, 通过对自动进样系统的流路进行简单改动, 成功建立了硼亲和SPME与HPLC的自动化在线联用。该在线联用方法能明显提高对实际样品中的顺式二羟基化合物的检测灵敏度。由于整个萃取和分离过程由计算机自动控制, 该联用系统能提供良好的萃取和分离重现性。利用该系统所得的色谱图能在一定程度上体现不同茶饮料中的顺式二羟基组分的浓度差异。此外, 对沏茶温度的考察显示, 为获得最大量的儿茶素等顺式二羟基化合物成分, 存在一个最佳的沏茶温度。
（转载：色谱期刊）
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