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        超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定草莓中鞣花酸

        2017-01-06 04:29:23楊軍軍張瑩瑩張開春
        分析測(cè)試學(xué)報(bào) 2016年12期
        關(guān)鍵詞:三氟乙酸花酸渦旋

        楊 媛,石 磊,楊軍軍,張瑩瑩,張開春,3*

        (1.北京市農(nóng)林科學(xué)院 林業(yè)果樹研究所,北京 100093;2.農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100097;3.北京市落葉果樹工程技術(shù)研究中心,北京 100093)

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        超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定草莓中鞣花酸

        楊 媛1,2,石 磊1,楊軍軍1,張瑩瑩1,張開春1,3*

        (1.北京市農(nóng)林科學(xué)院 林業(yè)果樹研究所,北京 100093;2.農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100097;3.北京市落葉果樹工程技術(shù)研究中心,北京 100093)

        建立了測(cè)定草莓中鞣花酸含量(包括游離鞣花酸和總鞣花酸)的超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC-MS/MS)分析方法。草莓中游離鞣花酸在酸性條件下用甲醇提取,經(jīng)C18分散固相萃取凈化后可直接測(cè)定;總鞣花酸經(jīng)酸性水解呈游離態(tài)再經(jīng)分散固相萃取凈化后進(jìn)行測(cè)定。凈化液經(jīng)C18色譜柱分離,以甲醇和0.5%甲酸水為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫,電噴霧負(fù)離子(ESI-)模式電離,超高效液相色譜-質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS)測(cè)定,外標(biāo)法定量。結(jié)果表明:在10~500 ng/mL濃度范圍內(nèi)鞣花酸的線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)為0.998 1,游離鞣花酸的定量下限為0.5 mg/kg,總鞣花酸的定量下限為5.0 mg/kg。在低、中、高3個(gè)加標(biāo)濃度的回收實(shí)驗(yàn)中,游離鞣花酸的加標(biāo)回收率為86.7%~113.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%。該方法操作簡(jiǎn)單,靈敏度高,準(zhǔn)確性好,適用于草莓中鞣花酸的測(cè)定。

        超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(UPLC-MS/MS);游離鞣花酸;總鞣花酸;草莓

        近年來(lái),鞣花酸因其突出的抗氧化效果備受關(guān)注。有報(bào)道表明,鞣花酸廣泛存在于山莓[1]、草莓[2]、藍(lán)莓[3]、紅醋栗[4]、石榴[5]、胡桃[6]等水果和堅(jiān)果中。鞣花酸具有重要的抗菌[7]、抗炎[8]、抗氧化[9-12]、促進(jìn)傷口愈合[4]、心肌保護(hù)[13]、鎮(zhèn)痛[14]、腫瘤抑制[1,15]等功能,對(duì)癲癇病[16]、糖尿病及其并發(fā)癥[17]、動(dòng)脈硬化[18]、癌癥[19-21]等疾病的預(yù)防和治療效果備受關(guān)注,鞣花酸具有比維生素E更強(qiáng)的抗氧化脅迫作用[22]。

        鞣花酸存在3種形式[1]:即與糖結(jié)合成醚的鞣花單寧,鞣花酸糖苷,以及少量的游離鞣花酸。目前,鞣花酸含量的分析方法有高效液相色譜法[23-24]、反滴定法[25]、紫外分光光度法[4,26]、薄層層析法[27-28]、高效毛細(xì)管電泳法[29]等,但國(guó)內(nèi)鮮有關(guān)于超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(UPLC-MS/MS)檢測(cè)鞣花酸的報(bào)道。在鞣花酸測(cè)定的多種方法中,反滴定法的操作比較繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力且溶劑用量大;分光光度法前處理采用萃取法比較繁瑣,且雜質(zhì)干擾影響測(cè)定結(jié)果;薄層層析法主要用于定性分析;高效毛細(xì)管電泳法前處理復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、溶劑用量大;高效液相色譜法是目前效率較高、定性定量準(zhǔn)確性好的一種檢測(cè)方法。而相比之下,超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法具有效率更高,溶劑試劑用量更少,定性、定量更準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。

        本研究針對(duì)富含鞣花酸的代表性水果草莓[30],建立了分散固相萃取凈化、超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定草莓中游離鞣花酸和總鞣花酸,該方法操作簡(jiǎn)便,準(zhǔn)確性高,可用于其他水果中游離鞣花酸和總鞣花酸含量的測(cè)定。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 儀器與試劑

        Waters Xevo TQ-S(Acquity UPLC,ZspraYTM,ESI/APCI/ESCi?,Waters公司);乙腈、甲醇(色譜純,Merck公司),三氟乙酸(分析純,北京北化精細(xì)化學(xué)品有限責(zé)任公司),鞣花酸(純度98.5%,Dr.Ehrenstorferg公司),C18填料(Dikma公司)。除非另有說明,其他所用試劑均為分析純?cè)噭?;?shí)驗(yàn)用水為GB/T6682規(guī)定的一級(jí)水。

        1.2 樣品前處理

        1.2.1 游離鞣花酸 準(zhǔn)確稱取1.00 g草莓勻漿樣品置于50 mL具塞刻度離心管中,加入甲醇-0.1%三氟乙酸水(80∶20)提取液定容至50 mL,渦旋混勻3 min,10 000 r/min離心5 min。取2 mL上清液加入20 mg C18粉末,渦旋振蕩3 min,5 000 r/min離心5 min。取上清液過0.22 μm有機(jī)濾膜,濾液供UPLC-MS/MS測(cè)定。

        1.2.2 總鞣花酸 稱取1.00 g 草莓勻漿樣品置于50 mL刻度離心管中,加入2 mol/L三氟乙酸溶液定容至50 mL,渦旋振蕩3 min,置于90 ℃水浴中加熱2 h。冷卻后10 000 r/min離心5 min,取1 mL上清液置于10 mL刻度離心管中,加入甲醇定容至10 mL,渦旋振蕩2 min。取2 mL上清液加入20 mg C18粉末,渦旋振蕩2 min,10 000 r/min離心5 min。取1.0 mL清液,過0.22 μm有機(jī)相濾膜,濾液供UPLC-MS/MS測(cè)定。

        1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

        鞣花酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度為1.0 mg/mL的乙腈溶液,避光存儲(chǔ)于4 ℃冰箱,用甲醇逐級(jí)稀釋為500,250,100,50,25,10 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,使用前需新鮮配制。

        1.4 檢測(cè)條件

        1.4.1 液相色譜條件 色譜柱:Acquity UPLC BEH?C18(2.1×50 mm,1.7 μm);柱溫:30 ℃;流動(dòng)相:A為甲醇,B為0.5%甲酸水溶液;流速:0.2 mL/min;進(jìn)樣量:1.0 μL。梯度洗脫程序:0~2.5 min,90%B;2.5~3 min,90%~10%B;3~5 min,10%B;5~5.5 min,10%~90%B;5.5~8 min,90%B。

        1.4.2 質(zhì)譜條件 掃描模式:電噴霧負(fù)離子模式ESI(-);毛細(xì)管電壓:2 500 V;干燥氣流量:氮?dú)?500 L/H;去溶劑化溫度:350 ℃;霧化器壓力:7.0 bar;碰撞氣:氬氣;監(jiān)測(cè)方式:多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM);定量離子對(duì)300.97>144.70,錐孔電壓82 V,碰撞電壓38 V;定性離子對(duì)300.97>228.71,錐孔電壓82 V,碰撞電壓28 V。

        圖1 50 ng/mL鞣花酸的典型色譜質(zhì)譜圖Fig.1 MRM chromatograms of 50 ng/mL ellagic acid

        圖2 鞣花酸的二級(jí)質(zhì)譜圖Fig.2 MRM spectrum of ellagic acid collision energy:38 eV

        2 結(jié)果與討論

        2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

        本研究采用UPLC-MS/MS技術(shù)進(jìn)行檢測(cè),由于二級(jí)質(zhì)譜的多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)模式與一級(jí)質(zhì)譜的單離子監(jiān)測(cè)方式相比專屬性更高,抗背景干擾能力更強(qiáng),定量的準(zhǔn)確性更好,檢出限更低,因此本文以多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)模式檢測(cè)鞣花酸;掃描方式的選擇主要依據(jù)物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),鞣花酸作為有機(jī)酸易失去1個(gè)質(zhì)子帶負(fù)電荷,理論上鞣花酸可采用負(fù)離子進(jìn)行掃描。研究證實(shí),在含有甲酸的流動(dòng)相系統(tǒng)中,采用負(fù)離子方式掃描時(shí)鞣花酸的響應(yīng)較高,峰形較尖銳,因此,本研究選擇多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)模式負(fù)離子掃描方式檢測(cè)鞣花酸(見圖1)。

        2.2 裂分途徑

        圖2為碰撞電壓為38 eV條件下,鞣花酸的二級(jí)質(zhì)譜圖。根據(jù)鞣花酸的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和碎片質(zhì)荷比,推測(cè)鞣花酸在該質(zhì)譜條件下的裂分途徑如圖3所示。由圖3可見,鞣花酸(化合物(1))是含有4個(gè)羥基的對(duì)稱雙內(nèi)酯,在負(fù)離子模式下,容易失去1個(gè)氫離子帶上負(fù)電荷而形成較穩(wěn)定的分子離子即(2),該離子由于分子的良好對(duì)稱性和苯環(huán)的π鍵共軛作用而能穩(wěn)定存在。鞣花酸有3個(gè)響應(yīng)較高的碎片離子,其中,m/z=283.82是分子離子丟失水分子的產(chǎn)物即(3)。m/z=228.71是(3)丟失兩分子CO的產(chǎn)物即(4);m/z=144.70是(4)進(jìn)一步丟失3分子CO的產(chǎn)物即(5)。

        圖3 負(fù)離子模式下鞣花酸的質(zhì)譜裂分示意圖Fig.3 Tentative assignment of fragmentation of ellagic acid under negative ion mode

        2.3 前處理?xiàng)l件的選擇

        2.3.1 游離鞣花酸提取溶劑的選擇 目前國(guó)內(nèi)報(bào)道的高效液相色譜法中,鞣花酸的提取多采用丙酮溶液浸泡6~8 h后超聲或回流提取,其操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng),且提取后未經(jīng)凈化直接使用高效液相色譜儀檢測(cè),易對(duì)色譜柱及檢測(cè)器造成污染。

        鞣花酸屬于酸性物質(zhì),本實(shí)驗(yàn)比較了乙腈、甲醇、乙腈-水(80∶20)、甲醇-水(80∶20)、乙腈-0.1%三氟乙酸水溶液(80∶20)、甲醇-0.1%三氟乙酸水溶液(80∶20) 6種提取液對(duì)“章姬”樣品中添加5.0 mg/kg鞣花酸的提取效果。結(jié)果表明,鞣花酸在后2種溶劑中的提取回收率均大于90%,而在前4種溶劑中的提取回收率均不大于60%,表明后2種溶劑的提取效果較好。但樣品經(jīng)乙腈-0.1%三氟乙酸水溶液(80∶20)提取,C18凈化后,仍含有較多雜質(zhì);而經(jīng)甲醇-0.1%三氟乙酸水溶液(80∶20)提取,C18凈化后可有效去除雜質(zhì)。因此,實(shí)驗(yàn)選擇甲醇-0.1%三氟乙酸水溶液(80∶20)作為樣品的最佳提取溶劑。

        2.3.2 總鞣花酸水解條件的優(yōu)化 用“章姬”樣品比較了總鞣花酸在酸性條件(2 mol/L三氟乙酸水溶液)和堿性條件(10 mol/L氫氧化鈉溶液)的水解效果。結(jié)果表明,兩種水解方式下總鞣花酸的水解率相當(dāng)。但堿性水解后,反應(yīng)溶液還需進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)和萃取分液等步驟后,才能進(jìn)行稀釋、上機(jī)測(cè)定;而酸性水解后,反應(yīng)液可直接進(jìn)行稀釋、上機(jī)測(cè)定。因此,實(shí)驗(yàn)選擇步驟更為簡(jiǎn)化的酸性方式將總鞣花酸水解為游離鞣花酸。

        2.4 線性范圍與定量下限

        在優(yōu)化色譜條件下,測(cè)定了一系列濃度(500,200,100,50,25,10 ng/mL)的鞣花酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別以定量離子峰面積(Y)對(duì)質(zhì)量濃度(X,ng/mL)進(jìn)行回歸方程擬合。結(jié)果表明,在10~500 ng/mL濃度范圍內(nèi),鞣花酸的線性關(guān)系良好,線性方程為Y=97.67X+2 396(r=0.998 1 )。該方法的最低定量濃度為10 ng/mL,根據(jù)前處理?xiàng)l件,鞣花酸的定量下限為0.5 mg/kg,總鞣花酸(以游離鞣花酸計(jì)算)的定量下限為5.0 mg/kg。

        2.5 加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

        選取“紅顏”、“章姬”、“甜查理”3種北京主栽草莓品種為游離鞣花酸加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的基質(zhì),分別添加0.5,5.0,10 mg/kg游離鞣花酸,每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3種代表基質(zhì)中游離鞣花酸的加標(biāo)回收率為86.7%~113.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.1%~9.5%(見表1)。表明方法的精密度和準(zhǔn)確度較好,能滿足檢測(cè)要求。

        表1 草莓中游離鞣花酸的添加回收試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

        2.6 重現(xiàn)性試驗(yàn)

        平行稱取同一“章姬”勻漿樣品6份,分別置于50 mL具塞刻度離心管中,加入甲醇-0.1%三氟乙酸水(80∶20)提取液定容至50 mL,渦旋混勻3 min,10 000 r/min離心5 min。取2 mL上清液加入20 mg C18粉末,渦旋振蕩3 min,5 000 r/min離心5 min。取上清液過0.22 μm有機(jī)濾膜,濾液供UPLC-MS/MS測(cè)定。結(jié)果表明,該樣品的游離鞣花酸含量為2.30 mg/kg,RSD為2.4%,具有良好的重復(fù)性。

        平行稱取同一“章姬”勻漿樣品6份,分別置于50 mL刻度離心管中,加入2 mol/L三氟乙酸溶液定容至50 mL,渦旋振蕩3 min,置于90 ℃水浴中加熱2 h。冷卻后10 000 r/min離心5 min,取1 mL上清液置于10 mL刻度離心管中,加入甲醇定容至10 mL,渦旋振蕩2 min。取2 mL上清液加入20mg C18粉末,渦旋振蕩2 min,10 000 r/min離心5 min。取1.0 mL清液,過0.22 μm有機(jī)相濾膜,濾液供UPLC-MS/MS測(cè)定。結(jié)果表明,該樣品的總鞣花酸含量為26.54 mg/kg,RSD為1.3%,具有良好的重復(fù)性。

        2.7 實(shí)際樣品分析

        采用本方法對(duì)市售8種實(shí)際草莓樣品進(jìn)行分析,結(jié)果表明,不同品種草莓中所含的游離鞣花酸含量差別較小,但總鞣花酸含量有所差別(見表2),但無(wú)論是游離鞣花酸還是總鞣花酸,幾種草莓間均不具有顯著性差異,即相互間未達(dá)到p<0.05顯著水平。

        表2 8種草莓中鞣花酸含量的測(cè)定結(jié)果(n=2)

        Table 2 Content of ellagica acid in eight strawberry samples (n=2)

        SampleFreeellagicacid(mg/kg)Totalellagicacid(mg/kg)Benihoppe(紅顏)6806387Tochiotome(章姬)3863758SweetCharlie(甜查理)86112560TianXiang(天香)9849549YanXiang(燕香)5227806ShuXiang(書香)7959943DongXiang(冬香)118310777Toyonoka(豐香)4586855p?value090075

        3 結(jié) 論

        本文建立了超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定草莓中鞣花酸(包括游離鞣花酸和總鞣花酸),游離鞣花酸在酸性條件下用甲醇提取,經(jīng)C18分散固相萃取凈化后可直接測(cè)定;總鞣花酸經(jīng)酸性水解成游離態(tài)后,再進(jìn)行分散固相萃取凈化后,上機(jī)測(cè)定。方法前處理簡(jiǎn)單快捷,測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定、靈敏度高、準(zhǔn)確性好,適合于草莓中鞣花酸的測(cè)定,同時(shí)也可為其他水果中鞣花酸的測(cè)定提供參考。

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        [29] Zhou B H,Wu Z H,Li X J,Liu C,Zhang J.Chin.Pharm.(周本宏,吳振華,李小軍,劉春,張杰.中國(guó)藥房),2005,16(24):1893-1894.

        [30] Zheng Y L,Wang S Y,Wang C Y,Zheng W.LWT-FoodSci.Technol.,2007,40:49-57.

        Determination of Ellagic Acid in Strawberry by UPLC-MS/MS

        YANG Yuan1,2,SHI Lei1,YANG Jun-jun1,ZHANG Ying-ying1,ZHANG Kai-chun1,3*

        (1.Institute of Forestry and Pomology,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Beijing 100093,China;2.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops(North China),Ministry of Agriculture,China,Beijing 100097,China;3.Beijing Engineering Research Center for Deciduous Fruit Trees,Beijing 100093,China)

        A method was developed for the determination of ellagic acid(free ellagic acid and total ellagic acid) in strawberry by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS).In this work,the free ellagic acid was extracted from strawberry with 0.1%trifloroacetric acid-methane,purified by C18dispersive solid-phase extraction,and determined by UPLC-MS/MS.Total ellagic acid was hydrolyzed to free ellagic acid with 2 mol/L trifloroacetric acid aqueous,then purified with C18dispersive solid-phase extraction column,and determined by UPLC-MS/MS.Sample solution was separated on a C18column by gradient elution using methanol-0.5%formic acid aqueous as mobile phase.The linear range of 10-500 ng/mL for ellagic acid was obtained,with correlation coefficient of 0.998 1.The limit of quantitation was 0.5 mg/kg for free ellagic acid and 5.0 mg/kg for total ellagic acid.The recoveries at low,medium and high spiked levels ranged from 86.7%to 113.6%with relative standard deviations(RSD) not more than 10%.The results indicated that this approach was simple,sensitive and accurate,and was applicable for the determination of content of ellagic acid in strawberry.

        ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS);free ellagic acid;total ellagic acid;strawberry

        2016-06-15;

        2016-07-25

        科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)(KJCX20140302,KJCX20150602)

        10.3969/j.issn.1004-4957.2016.12.013

        O656.63;S816.7

        A

        1004-4957(2016)12-1591-05

        *通訊作者:張開春,博士,研究員,研究方向:果樹資源育種及果品質(zhì)量安全,Tel:010-82596007,E-mail:zkc8848@126.com

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