CN102213714A - 一种鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法 - Google Patents

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卢安根
陈秋虹
黄岛平
石子聪
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劳燕文
蒋艳芳
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Abstract

一种鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，主要原理是基于天然牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值与合成牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值不同，利用连续流同位素质谱法检测牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值，进而鉴别出天然牛磺酸与合成牛磺酸。本发明方法精确、可靠，适用于从天然生物体中提取的天然牛磺酸产品与合成牛磺酸产品的鉴别，为质量监督、产品的质量鉴定提供依据。

Description

一种鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法
技术领域
本发明涉及化学检测方法领域，尤其是鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法。
背景技术
牛磺酸(Taurine)又名牛胆酸、牛胆素、其化学名为2-氨基乙磺酸(H2N-CH2-CH2-SO3H)，是一种含硫的非蛋白质结构氨基酸。研究表明牛磺酸具有广泛的生物学功能，不仅参与维持体内的环境稳态，而且在中枢神经、消化系统、生殖系统、心血管、免疫和内分泌等系统对生理功能正常发挥具有重要的调节作用。由于人体只能有限地合成牛磺酸，因此，膳食中的牛磺酸就显得非常重要。由于天然牛磺酸的提取技术复杂，成本高，价格高昂，并对人体健康几乎是无害的，而合成牛磺酸由于其化学中间产物潜在危害着人体健康，目前技术中尚未有鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的方法和质量体系，因此天然牛磺酸市场遭受严重干扰和不正当竞争。
发明内容
本发明的目的是针对目前技术中尚未有鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的方法和质量体系的技术问题，提供了一种鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法。
本发明是这样实现的：
鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤：一种鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤：(1)测定已知的天然牛磺酸和已知的合成牛磺酸中的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值；(2)确定测定物质为牛磺酸；(3)测定待测物质的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值。
所述的步骤(1)测定已知的天然牛磺酸和已知的合成牛磺酸中的C、N、S标准同位素比值包括以下具体步骤：
①制样：取已知的天然牛磺酸和合成牛磺酸，分别称取约0.1mg～1.0mg干燥的100目～200目的粉末状样品于锡杯中并包裹紧密；
②分别测定天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：通过自动采样器将制备好的样品送到EA-3028-HT元素分析仪，设定氧化炉温度为1000℃～1050℃，还原炉温度为630℃～680℃，将样品中的碳、氮、硫元素通过在氧化炉高温下燃烧，再经还原炉还原转化成为CO2、N2、SO2气体，通过气相色谱柱分离出来，分离柱柱温为35℃～95℃，然后用氦气吹扫进入IsoPrime同位素质谱仪测定天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值；
③校正前述测定的天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：分析过程中加入内标物质进行校正，扣除仪器(包含质谱仪、元素分析仪参考气)所产生的测定值漂移，可采用双标准建立测定值和真值的校正曲线法或采用单点校正法(通过仪器分析软件自动设计并给出校正数据)，以控制数据准确度。
④确定天然牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值、合成牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值范围：在极显著水平P≤0.05的要求下，分别对已知的天然牛磺酸和合成牛磺酸样品进行3次以上平行测定试验，分别测定各自的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值，计算其平均值即得到天然牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值、合成牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值范围：
天然牛磺酸的δ13C(PDB)为-19.00‰～-22.00‰，δ15N(Air-N2)为6.00‰～14.00‰，δ34S(CDT)为19.00‰～22.00‰；合成牛磺酸δ13C(PDB)为-26.00‰～-28.00‰，δ15N(Air-N2)为-1.00‰～-3.00‰，δ34S(CDT)为8.00‰～11.00‰；
所述的步骤(2)确定测定物质为牛磺酸：取待测物质适量与溴化钾粉末混合均匀后置于压片机内压成，溴化钾薄片，然后用红外吸收光谱仪测定溴化钾薄片红外光谱，将其红外光谱吸收图谱应与牛磺酸标准红外光谱吸收图谱对照，若一致，则待测物质为牛磺酸，则进行下一步测定；若不一致，则不是牛磺酸，则检测终止。
所述的步骤(3)测定待测物质的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：确认待测物质为牛磺酸后，用连续流同位素质谱仪测定待测物质的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值，当δ13C(PDB)落入-19.00‰～-22.00‰，δ15N(Air-N2)落入6.00‰～14.00‰，δ34S(CDT)落入19.00‰～22.00‰范围，则待测物质为天然牛磺酸；当δ13C(PDB)落入-26.00‰～-28.00‰，δ15N(Air-N2)落入-1.00‰～-3.00‰，δ34S(CDT)落入8.00‰～11.00‰范围，则待测物质为合成牛磺酸。
所述的步骤(1)中的内标物质依次为：IAEA-C3纤维素，用于C测定；St-An、St-Li和硝酸钾，用于N测定；Ag2S用于S测定。
所述的C、N、S同位素比值的计算公式为：δ‰＝(R样品/R标样-1)×1000，其中R代表样品和标准物质中重同位素和轻同位素的比值。
本发明的优点：本发明方法样品用量少、精密度高、方法稳定可靠。
具体实施方式
实验条件：
仪器：EuroVector EA-3028-HT/GV Instuments Isoprime联用仪。
参考气体：He、N2、CO2、CO、SO2；纯度He、N2≥99.999％，CO2≥99.995％，CO≥99.9％， SO2≥99.9％。
内标物质：IAEA-C3(纤维素，用于C测定)，St-An，St-Li(硝酸钾，用于N测定)，Ag2S(用于S测定)。
标准物质：δ13C的标准物质为PDB，δ15N的标准物质为Air-N2，δ34S的标准物质为CDT。
分析参数：
(1)EA参数：氧化炉：1000℃～1060℃，还原炉：630℃～680℃，柱温：35℃～95℃，载气(氦气)压力：100kPa。
(2)质谱参数：质普分析室真空(连续流模式)：1.5～2.0 10-6mbar。
(3)C分析：加速电压：3528.37V；萃取电压：67％AV(加速电压的百分比)；H板电压：18.7462V；Z板电压：20.04V；阱电流：200uA；电子能量：100eV；推板电压：-8V；磁体电流：4000mA。
(4)N分析：加速电压：4546.66V；萃取电压：75％AV(加速电压的百分比)；H板电压：33.9267V；Z板电压：21.9959V；阱电流：200uA；电子能量：100eV；推板电压：-7V；磁体电流：3500mA。
(5)S分析：加速电压：2762.94V(伏特)；萃取电压：65％AV(加速电压的百分比)；H板电压：8.82V；Z板电压：-46.5436V；阱电流：200uA(微安)；电子能量：73.5eV(电子伏特)；推板电压：-8V；磁体电流：4500mA(毫安)
已知的天然牛磺酸和已知的合成牛磺酸中的C、N、S标准同位素比值的测定：
用广西科学院工业生物技术研究中心生产的南珠贝肉牛磺酸(天然牛磺酸，含量99.3％)以及从市场上购买美国Sigma公司生产的合成牛磺酸标准物质(含量≥99％)，测定天然牛磺酸和合成牛磺酸中的C、N、S标准同位素比值：
测定天然牛磺酸和合成牛磺酸中的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：
①制样：取已知的天然牛磺酸和合成牛磺酸，分别称取约0.1mg～1.0mg干燥的100目～200目的粉末状样品于锡杯中并包裹紧密；
②分别测定天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：分别通过自动采样器将制备好的样品送到EA-3028-HT元素分析仪，设定氧化炉温度为1000℃～1050℃，还原炉温度为630℃～680℃，将样品中的碳、氮、硫元素通过在氧化炉高温下燃烧，再经还原炉还原转化成为C02、N2、S02气体，然后通过气相色谱柱分离出来，气相色谱柱柱温为80℃～90℃，然后进入IsoPrime连续流同位素分析仪测定天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值；
③校正前述测定的天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：分析过程中加入内标物质进行校正，(其中IAEA-C3纤维素，用于C测定；St-An、St-Li和硝酸钾，用于N测定；Ag2S用于S测定)，扣除仪器(包含质谱仪、元素分析仪参考气)所产生的测定值 漂移，可采用双标准建立测定值和真值的校正曲线法或采用单点校正法(通过仪器分析软件自动设计并给出校正数据)，以控制数据准确度。
④确定天然牛磺酸C、N、S同位素同位素比值、合成牛磺酸C、N、S同位素标准同位素比值范围：在极显著水平P≤0.05的要求下，分别对天然牛磺酸和合成牛磺酸样品进行3次以上平行测定试验，分别测定各自的C、N、S同位素比值，计算其平均值即得到天然牛磺酸C、N、S同位素比值、合成牛磺酸C、N、S同位素比值范围：
天然牛磺酸的δ13C(PDB)为-19.00‰～-22.00‰，δ15N(Air-N2)为6.00‰～14.00‰，δ34S(CDT)为19.00‰～22.00‰；合成牛磺酸δ13C(PDB)为-26.00‰～-28.00‰，δ15N(Air-N2)为-1.00‰～-3.00‰，δ34S(CDT)为8.00‰～11.00‰；
实施例的鉴别应用：
实例一：
从市场上购买到北海源龙珍珠有限责任公司生产牛磺酸作为待测物质，取待测物质适量与溴化钾粉末混合均匀后置于压片机内压成，溴化钾薄片，然后用红外吸收光谱仪测定溴化钾薄片红外光谱，将其红外光谱吸收图谱应与牛磺酸标准红外光谱吸收图谱对照，一致，待测物质为牛磺酸，再按前述方法用连续流同位素质谱仪测定待测物质的C、N、S同位素比值依次为：-21.63‰、10.21‰、20.90‰，其δ13C(PDB)落入-19.00‰～-22.00‰，δ15N(Air-N2)落入6.00‰～14.00‰，δ34S(CDT)落入19.00‰～22.00‰范围，所以待测物质为天然牛磺酸。
实例二：
从市场上购买到黄冈市富驰制药有限责任公司生产牛磺酸作为待测物质，取待测物质适量与溴化钾粉末混合均匀后置于压片机内压成，溴化钾薄片，然后用红外吸收光谱仪测定溴化钾薄片红外光谱，将其红外光谱吸收图谱应与牛磺酸标准红外光谱吸收图谱对照，一致，待测物质为牛磺酸，再按前述方法用连续流同位素质谱仪测定待测物质的C、N、S同位素同位素比值依次为：-27.54‰、-1.84‰、9.76‰，其δ13C(PDB)落入-26.00‰～-28.00‰，δ15N(Air-N2)落入-1.00‰～-3.00‰，δ34S(CDT)落入8.00‰～11.00‰范围，所以待测物质为合成牛磺酸。
实例三：
从市场上购买到嘉利生物制品有限公司生产牛磺酸作为待测物质，取待测物质适量与溴化钾粉末混合均匀后置于压片机内压成，溴化钾薄片，然后用红外吸收光谱仪测定溴化钾薄片红外光谱，将其红外光谱吸收图谱应与牛磺酸标准红外光谱吸收图谱对照，不一致，所以待测物质不是牛磺酸，则检测终止。

Claims (6)

1.一种鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤：(1)测定已知的天然牛磺酸和已知的合成牛磺酸中的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值；(2)确定测定物质为牛磺酸；(3)测定待测物质的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值。
2.根据权利要求1所述的鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：所述的步骤(1)测定已知的天然牛磺酸和已知的合成牛磺酸中的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值的步骤包括：
①制样：取已知的天然牛磺酸和合成牛磺酸，分别称取约0.1mg～1.0mg干燥的100目～200目的粉末状样品于锡杯中并包裹紧密；
②分别测定天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：通过自动采样器将制备好的样品送到元素分析仪，设定氧化炉温度为1000℃～1050℃、还原炉温度为600℃～700℃、分离柱柱温为35℃～95℃，然后用氦气吹扫进同位素质谱仪测定天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值；
③校正前述测定的天然牛磺酸和合成牛磺酸的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值：分析过程中加入内标物质进行校正；
④确定天然牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值范围、合成牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值范围：在极显著水平P≤0.05的要求下，对已知的天然牛磺酸和合成牛磺酸样品分别进行3次以上平行测定试验，分别测定各自的δ13C、δ15N、δ34S，计算其平均值，即得到天然牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值范围、合成牛磺酸δ13C、δ15N、δ34S同位素比值范围：
天然牛磺酸的δ13C(PDB)为-19.00‰～-22.00‰，δ15N(Air-N2)为6.00‰～14.00‰，δ34S(CDT)为19.00‰～22.00‰；合成牛磺酸δ13C(PDB)为-26.00‰～-28.00‰，δ15N(Air-N2)为-1.00‰～-3.00‰，δ34S(CDT)为8.00‰～11.00‰。
3.根据权利要求1所述的鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：所述的步骤(2)确定测定物质为牛磺酸为：取待测物质适量与溴化钾粉末混合均匀后置于压片机内压成，溴化钾薄片，然后用红外吸收光谱仪测定溴化钾薄片红外光谱，将其红外光谱吸收图谱应与牛磺酸标准红外光谱吸收图谱对照，若一致，则待测物质为牛磺酸，则进行下一步测定；若不一致，则不是牛磺酸，则检测终止。
4.根据权利要求1所述的鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：所述的步骤(3)测定待测物质的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值为：确认待测物质为牛磺酸后，用连续流同位素质谱仪测定待测物质的δ13C、δ15N、δ34S同位素比值，当δ13C(PDB)落入-19.00‰～-22.00‰，δ15N(Air-N2)落入6.00‰～14.00‰，δ34S(CDT)落入19.00‰～22.00‰范围，则待测物质为天然牛磺酸；当δ13C(PDB)落入-26.00‰～-28.00‰，δ15N(Air-N2)落入-1.00‰～-3.00‰，δ34S(CDT)落入8.00‰～11.00‰范围，则待测物质为合成牛磺酸。
5.根据权利要求1所述的鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：所述的内标物质依次为：IAEA-C3纤维素，用于C测定；St-An、St-Li和硝酸钾，用于N测定；Ag2S用于S测定。
6.根据权利要求1所述的鉴别天然牛磺酸和合成牛磺酸的检测方法，其特征在于：所述的C、N、S同位素比值的计算公式为：δ‰＝(R样品/R标样-1)×1000，其中R代表样品和标准物质中重同位素和轻同位素的比值；δ表示待测样品的重同位素和轻同位素比值对标准样品的重同位素和轻同位素比值的千分差。
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