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“化繁從簡”——食品中脫氫乙酸檢測的前處理優(yōu)化
“化繁從簡”——食品中脫氫乙酸檢測的前處理優(yōu)化
2020-01-16
更近，小編在按照標(biāo)準(zhǔn)方法《GB 5009.121-2016 食品安全guo家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脫氫乙酸的測定 第二法 液相色譜法》做不同的食品基質(zhì)中脫氫乙酸的檢測實驗時發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)方法中處理果汁、烘焙食品、黃油等樣品的操作流程非常繁瑣、耗時長、誤差不可控的步驟過多，且回收率不理想。
因此，小編依據(jù)脫氫乙酸的性質(zhì)對實驗過程進(jìn)行改動優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)使用P-SAX小柱（強(qiáng)陰離子交換柱）具有“化繁從簡”的神奇效果，大大提升做樣速度和回收效果~
以下是方法優(yōu)化過程碰到的問題和一些思考分享，以供各位朋友參考交流~
凈化方法的選擇
首先，小編歸納了guo家標(biāo)準(zhǔn)中的不同基質(zhì)樣品的提取、凈化方法。
果蔬汁、果蔬漿類樣品：
醬菜、發(fā)酵豆制品類樣品：
面包、糕點、焙烤食品餡料、復(fù)合調(diào)味料類樣品：
黃油類樣品：
不難看出，國標(biāo)的處理方法核心思路為：堿性溶液提取，提取液用甲酸調(diào)節(jié)pH后凈化。部分類型樣品的凈化方法包括液液萃?。↙LE）與固相萃?。⊿PE），如液液萃取法凈化后上機(jī)結(jié)果不理想，則使用C18小柱進(jìn)行固相萃取。
我們都知道，耗時更短是SPE法相比LLE法的優(yōu)勢之一，且國標(biāo)方法中也提及，如果LLE法效果不理想可使用SPE法，說明SPE法凈化效果更有保證。
為了使檢測方法更加快速高效，小編使用固相萃取法作為凈化方法。
接下來小編將以國標(biāo)方法12.1.1 為例進(jìn)行方法驗證與方法優(yōu)化。
方法驗證
為驗證國標(biāo)方法中C18小柱的保留效果，小編先使用脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行方法驗證，確?，F(xiàn)有實驗條件下，目標(biāo)化合物使用該方法能被有效回收，才能用來進(jìn)行樣品處理。
參考的國標(biāo)方法如下：
實際操作中，小編做了兩個處理：
1、凈化處理：將脫氫乙酸標(biāo)液按12.1.1步驟凈化，收集洗脫液過濾上機(jī)。
2、未凈化處理：等濃度標(biāo)液作對照直接上機(jī)檢測。
來看一下經(jīng)過凈化和未經(jīng)過凈化的樣液脫氫乙酸的回收結(jié)果：
（注：藍(lán)色峰為脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，黑色峰為洗脫液）
不難看出，收集到的洗脫液吸收峰變形嚴(yán)重。
考慮到兩者基質(zhì)溶劑不同，需要考察溶劑對峰形的影響。
因此小編又取一定量的標(biāo)準(zhǔn)品儲備液，分別用水、70%甲醇溶液配制成濃度為1ppm的上樣溶液，上機(jī)測定結(jié)果，譜圖如下：
（其中藍(lán)色峰為純水基質(zhì)，黑色峰為70%甲醇基質(zhì)）
由圖可知，直接使用洗脫液上機(jī)會存在溶劑效應(yīng)，需要將洗脫液中的甲醇除去，因此小編在洗脫步驟之后增加氮吹過程去除甲醇。
令小編沮喪的是，除去甲醇后，回收率仍然不理想（15.35%）。小編收集了上樣、淋洗步驟的流出液上機(jī)檢測，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物未被檢出。結(jié)合上述實驗結(jié)果看，導(dǎo)致目標(biāo)物回收率低的情況可能出現(xiàn)在提取環(huán)節(jié)或固相萃取洗脫環(huán)節(jié)，目標(biāo)物可能仍保留在小柱上。
然而，整個操作過程實在太繁瑣、太不確定！再去追究哪一步出現(xiàn)問題要花大量時間！
綜合整個操作流程，涉及兩個調(diào)pH步驟，引入的誤差無法準(zhǔn)確控制；樣品提取液較少的時，繁瑣的操作難免導(dǎo)致目標(biāo)物損失。一方面，檢測結(jié)果準(zhǔn)確度不好保障，另一方面，繁瑣的流程限制了做樣速度，增加方法改良的時間成本。這樣的方法即便有效也難實現(xiàn)大批量樣品的快速處理。
那么換個思路進(jìn)行方法優(yōu)化如何？
方法優(yōu)化
小編想，既然原有操作復(fù)雜、回收效果也不理想，那么能否通過更換更合適的SPE小柱，實現(xiàn)對方法的整體優(yōu)化，達(dá)到準(zhǔn)確，高效的實驗效果？
小柱的選型要由目標(biāo)物性質(zhì)決定，小編首先看了一下脫氫乙酸的化學(xué)性質(zhì)：
脫氫乙酸是吡喃的衍生物，常溫下呈晶體狀。脫氫乙酸晶體難溶于水，在甲醇中溶解度5%（w/w，25℃），水溶液弱酸性，飽和溶液pH=4。其鹽類脫氫乙酸鈉在水中溶解度較大。
脫氫乙酸
脫氫乙酸鈉
這里小編發(fā)現(xiàn)，脫氫乙酸是一種有機(jī)弱酸，其離子化狀態(tài)是弱陰離子。那么，如果能使脫氫乙酸在提取和固相萃取富集環(huán)節(jié)保持離子化狀態(tài)，是否可以利用離子交換機(jī)制選擇小柱呢？
考慮至此，小編選定了月旭P-SAX小柱（強(qiáng)陰離子交換柱）作為SPE凈化柱。使用P-SAX小柱回收脫氫乙酸時，需要注意兩個環(huán)節(jié)：
堿性環(huán)境中上樣（脫氫乙酸離子化，被小柱吸附）；
酸性環(huán)境中洗脫（脫氫乙酸變回中性分子，失去與小柱間的作用力，被洗脫）。
優(yōu)化后
在進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化后，更終的實驗步驟、譜圖、回收率如下（以洋蔥基質(zhì)為例）：
1、提取
稱取2g樣品于50mL離心管，加入5mL氫氧化鈉溶液（1mol/L），定容至25mL，渦旋混勻2min，超聲提取15min，8000r/min離心5min，上清液待凈化。
2、凈化
SPE柱：月旭Welchrom? P-SAX，規(guī)格：200 mg/6mL。
活化：5mL甲醇，5mL水，棄去
上樣：10ml待凈化液上樣，棄去
淋洗：5mL水，棄去，抽干
洗脫：5mL10%甲酸甲醇，收集于15ml離心管中，抽干
濃縮：40℃氮吹至約200μL，用水定容至2ml，過0.45μm水系濾膜后上HPLC檢測。
3、儀器條件
色譜柱：月旭Ultimate?XB-C18, 4.6×250mm, 5μm
流動相：0.02mol/L乙酸銨（pH=10）：甲醇=35:65
柱溫：35℃
進(jìn)樣量：20μL
檢測波長：484nm
流速：1.0mL/min
改進(jìn)后的提取步驟避免了國標(biāo)方法中兩次調(diào)節(jié)pH的繁瑣，操作快速、回收率更加理想。
小編后來又用黃油、辣條、面包、青團(tuán)等樣品做了驗證，回收率和RSD均十分理想。
方法改良成功?。ü恼苸~~~）
總結(jié)：
在進(jìn)行脫氫乙酸的檢測中，按方法開發(fā)步驟分別進(jìn)行了洗脫液、SPE小柱類型、前處理方法優(yōu)化。因此在某種目標(biāo)物檢測方法改進(jìn)時，需要針對目標(biāo)物性質(zhì)、SPE機(jī)制、實驗整體流程三個方面進(jìn)行，且每一個步驟都需要摸索出z佳條件，從而得出一個穩(wěn)定、高效的檢測方法。
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