CN113030342A - 一种γ-氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种γ‑氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法。本发明所述的检测方法包括下述步骤:将γ‑氨基丁酸供试品溶解并使用衍生化试剂进行柱前衍生化得到供试品溶液;使用高效液相色谱仪对供试品溶液中的谷氨酸残留进行检测。本发明所述的γ‑氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法操作简单、分析时间短、分离度高、检测限低,对色谱柱的损害小。
Description
技术领域
本发明涉及谷氨酸检测的技术领域,尤其涉及一种γ-氨基丁酸样品中谷氨酸残留的检测方法。
背景技术
发酵法生产γ-氨基丁酸是以L-谷氨酸为底物,底物转化不完全并在后续工艺中纯化不彻底的情况下可残留在成品γ-氨基丁酸中,因此建立一种快速高效灵敏的分析方法可有效控制发酵过程及成品杂质。
现有技术中,专利申请CN109030662A公开了一种检测致痫大鼠海马组织谷氨酸及r-氨基丁酸含量的方法,其色谱条件为:采用反向C18柱,以流动相A和流动相B进行梯度洗脱,其中所述流动相A为40-60mmol/L乙酸钠溶液和四氢呋喃,二者体积比为99:1,所述乙酸钠溶液用冰醋酸调节pH至4.8,所述流动相B为乙腈,该方法的检测时间大于30min,使得每个样品的检测时间较长,如果样品量较多,总测定时间通常要数十个小时,给科研工作带来不便。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种高效液相分析方法,可检测γ-氨基丁酸中谷氨酸的残留量,方法操作简便,分析时间短、分离度高、检测限低,对色谱柱的损害小。
本发明具体技术方案如下:
1.一种γ-氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法,其包含下述步骤:
将γ-氨基丁酸供试品溶解并使用衍生化试剂进行柱前衍生化得到供试品溶液;
使用高效液相色谱仪对供试品溶液中的谷氨酸残留进行检测。
2.根据项1所述的检测方法,其中,流动相A为乙酸钠缓冲溶液,流动相B为乙腈,优选的,所述乙酸钠缓冲溶液中乙酸钠的浓度为45-60mmol/L,优选为55mmol/L。
3.根据项2所述的检测方法,其中,所述流动相A的pH为6.0-8.0,优选为7.0-7.5。
4.根据项2或3所述的检测方法,其中,采用流动相A和流动相B进行梯度洗脱,优选的,按照如下的顺序进行梯度洗脱:
0-5.00min:流动相A从90-95体积%减少到75-80体积%,流动相B从5-10体积%增加到20-25体积%;
5.00-7.00min:75-80体积%的流动相A:20-25体积%的流动相B;
7.00-7.01min:流动相A从75-80体积%增加到90-95体积%,流动相B从20-25体积%减少到5-10体积%;
7.01-10.00min:90-95体积%的流动相A:5-10体积%的流动相B。
5.根据项2-4中任一项所述的检测方法,所述流动相的流速为0.8-1.2ml/min,优选为1.0ml/min。
6.根据项1-5中任一项所述的检测方法,其中,所述衍生化试剂为邻苯二甲醛。
7.根据项1-6中任一项所述的检测方法,其中,所述高效液相色谱的色谱柱为C18色谱柱。
8.根据项7中所述的检测方法,其中,所述色谱柱的柱温为30-45℃,优选为40℃。
9.根据项1-8中任一项所述的检测方法,其中,检测波长为335-340nm,优选为338nm。
10.根据项1-9中任一项所述的检测方法,其中,进样量为0.5-5μL,优选为2μL。
11.根据项1-10中任一项所述的检测方法,其中,采用外标法对γ-氨基丁酸供试品中的谷氨酸残留进行检测。
12.根据项1-11中任一项所述的检测方法,其中,谷氨酸的检测限≤2ppm。
发明的效果
本发明所述的γ-氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法操作简单、分析时间短、分离度高、检测限低,对色谱柱的损害小。
附图说明
图1是实施例1中混合标准样品的色谱图。
图2是实施例1中供试品溶液1的色谱图。
图3是实施例1中供试品溶液2的色谱图。
具体实施方式
下面结合附图所描述的实施方式对本发明做以详细说明,其中所有附图中相同的数字表示相同的特征。虽然附图中显示了本发明的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然而所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
由于发酵法生产γ-氨基丁酸是以L-谷氨酸为底物,底物转化不完全并在后续工艺中纯化不彻底的情况下可残留在成品γ-氨基丁酸中,使得γ-氨基丁酸产品纯度降低,因此需要一种高效的检测手段对γ-氨基丁酸中的谷氨酸残留进行检测。
本发明提供了一种γ-氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法,其包含下述步骤:
将γ-氨基丁酸供试品溶解并使用衍生化试剂进行柱前衍生化得到供试品溶液;
使用高效液相色谱法对供试品溶液中的谷氨酸残留进行检测。
所述柱前衍生化指的是被测组分先通过衍生化反应,转化为衍生化产物,然后再经过色谱柱进行分离。通过使被测组分与带有发色基团或电化学活性基团的衍生化试剂反应使本来在检测器中没有响应或响应较差的组分被更灵敏地检测出来,被测组分与衍生化试剂有选择地参与反应,而与样品的其他组分分离开,或者改变被测组分在色谱柱上的出峰顺序,使之有利于分离。
所述色谱法(chromatography)又称“色谱分析”、“色谱分析法”、“层析法”,是一种分离和分析方法,在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。
所述高效液相色谱法(HPLC)是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起来的。现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。不同点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实现了自动化操作。经典的液相色谱法,流动相在常压下输送,所用的固定相柱效低,分析周期长。而现代液相色谱法引用了气相色谱的理论,流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9×107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。因此,高效液相色谱具有分析速度快、分离效能高、自动化等特点。所以人们称它为高压、高速、高效或现代液相色谱法。
在本发明优选的实施方式中,其中,流动相A为乙酸钠缓冲溶液,流动相B为乙腈,优选的,所述乙酸钠缓冲溶液中乙酸钠的浓度为45-60mmol/L,优选为55mmol/L。
例如,在乙酸钠缓冲溶液中乙酸钠的浓度可以为45mmol/L、46mmol/L、47mmol/L、48mmol/L、49mmol/L、50mmol/L、51mmol/L、52mmol/L、53mmol/L、54mmol/L、55mmol/L、56mmol/L、57mmol/L、58mmol/L、58mmol/L、59mmol/L、60mmol/L等。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,所述流动相A的pH为6.0-8.0,优选为7.0-7.5。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,采用流动相A和流动相B进行梯度洗脱,优选的,按照如下的顺序进行梯度洗脱:
0-5.00min:流动相A从90-95体积%减少到75-80体积%,流动相B从5-10体积%增加到20-25体积%;
5.00-7.00min:75-80体积%的流动相A:20-25体积%的流动相B;
7.00-7.01min:流动相A从75-80体积%增加到90-95体积%,流动相B从20-25体积%减少到5-10体积%;
7.01-10.00min:90-95体积%的流动相A:5-10体积%的流动相B。
本发明通过采用上述所述的流动相以及使用梯度洗脱,能够使分析时间较短,分析时间仅仅为10min,提高了效率,并且所得到的分离度高,能够使γ-氨基丁酸和谷氨酸分离开,此外,本发明采用中性盐溶液(乙酸钠的缓冲溶液)和乙腈作为流动相,降低了低pH造成色谱柱填料水解的风险,从而保证了色谱柱的使用寿命。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,所述流动相的流速为0.8-1.2ml/min,优选为1.0ml/min。
例如,所述流动相的流速可以为0.8ml/min、0.9ml/min、1.0ml/min、1.1ml/min、1.2ml/min等。
在本发明优选的一种具体实施方式中,所述衍生化试剂为邻苯二甲醛(OPA),即采用邻苯二甲醛(OPA)对γ-氨基丁酸供试品进行柱前衍生化。
在本发明优选的一种具体实施方式中,所述高效液相色谱的色谱柱为C18色谱柱。
C18柱填料为十八烷基键合硅胶。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,所述色谱柱的柱温为30-45℃,优选为40℃。
例如,所述色谱柱的柱温可以为30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃等。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,检测波长为335-340nm,优选为338nm。
例如,检测波长可以为335nm、336nm、337nm、338nm、339nm、340nm等。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,进样量为0.5-5μL,优选为2μL。
例如,进样量可以为0.5μL、1μL、2μL、3μL、4μL、5μL等。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,采用外标法对γ-氨基丁酸供试品中的谷氨酸残留进行检测。
所述外标法是仪器分析常用的方法之一,是比较法的一种。与内标法相比,外标法不是把标准物质加入到被测样品中,而是在与被测样品相同的色谱条件下单独测定,把得到的色谱峰面积与被测组分的色谱峰面积进行比较求得被测组分的含量。外标物与被测组分同为一种物质但要求它有一定的纯度,分析时外标物的浓度应与被测物浓度相接近,以利于定量分析的准确性。
在本发明优选的一种具体实施方式中,其中,谷氨酸的检测限≤2ppm。
例如,检测限可以为2ppm、1.9ppm、1.8ppm、1.7ppm、1.6ppm、1.5ppm、1.4ppm、1.3ppm、1.2ppm、1.1ppm、1ppm、0.9ppm、0.8ppm、0.7ppm、0.6ppm、0.5ppm、0.4ppm、0.3ppm、0.2ppm、0.1ppm等。
本发明通过上述所述的检测方法对γ-氨基丁酸供试品中的谷氨酸残留进行检测,其操作简单,分析时间短(10min),分离度高,检测限低,并使用中性盐溶液作为流动相A,对色谱柱的损害小。
实施例
本发明对试验中所用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述,在下面的实施例中,如果无其他特别的说明,%表示wt%,即重量百分数。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
1.试剂与材料
三水合乙酸钠、硼酸、冰醋酸、氢氧化钠均为分析纯,乙腈为色谱纯邻苯二甲醛衍生化试剂(OPA,Sigma)
γ-氨基丁酸对照品(Sigma,纯度≥98.0%),L-谷氨酸对照品(中检院,纯度≥98.0%)。
2.色谱条件
色谱柱:ODS HYPERSIL(Thermo,4.6×150mm,5μm);
流动相:A相(乙酸钠缓冲液),B相(乙腈);
洗脱方式:梯度洗脱,洗脱程序如表1所示。
表1洗脱程序
流速:1.0ml/min;
进样量:2μL;
柱温:40℃;
检测波长:338nm
3.溶液制备
乙酸钠缓冲液:称取三水合乙酸钠7.5g,加水溶液并用稀醋酸调节pH值至7.20,定容至1L。0.45μm滤膜过滤,超声脱气。
硼酸缓冲液:称取2.47g硼酸,加水约80mL使之溶解,用氢氧化钠调节pH至10.2,用水定容至100mL。
混合标准溶液:精密称取γ-氨基丁酸对照品0.5g及L-谷氨酸对照品0.05g,分别置于100mL容量瓶中,加水溶解并定容至刻度,混匀得到两种储备液。分别精密量取上述储备液各1mL于10mL容量瓶中,加水定容至刻度作为Glu-GABA混标。进样前用0.22μm滤膜过滤。
供试品溶液1:精密称取γ-氨基丁酸供试品0.05g于10mL容量瓶中,加水溶解并定容至刻度,混匀,平行制备两份,进样前用0.22μm滤膜过滤。
供试品溶液2:精密称取γ-氨基丁酸供试品0.05g于100mL容量瓶中,再加入10ml谷氨酸标准储备液,加水溶解并定容至刻度,混匀,平行制备两份,进样前用0.22μm滤膜过滤。
4.柱前衍生化
采用自动进样器对混合对照品溶液及供试品溶液进行柱前衍生化,衍生化步骤如表2所示。
表2衍生化步骤
5.测定
混合对照品溶液按上述方法进行衍生并进样,记录色谱图,确定L-谷氨酸和γ-氨基丁酸的保留时间,同法取供试品溶液进样,记录色谱图及峰面积,以外标法计算γ-氨基丁酸含量及L-谷氨酸残留量。
其计算公式如下:
GABA含量(%)=As/Ar*Cr*V/Ws*100%
As,标准溶液中GABA峰面积
Ar,样品溶液中GABA峰面积
Cr,标准溶液GABA浓度,mg/ml
V,样品溶液体积,ml
Ws,样品称样量(折干),mg
谷氨酸含量(%)=As/Ar*Cr*V/Ws*100%
As,标准溶液中谷氨酸峰面
Ar,样品溶液中谷氨酸峰面积
Cr,标准溶液谷氨酸浓度,mg/ml
V,样品溶液体积,ml
Ws,样品称样量(折干),mg
6.结果
按照上述方法进行检测,色谱图分别如图1-3所示,供试品溶液2检测的结果如表2所示。
表3实施例1中的待测样品的色谱分析结果
实施例2
实施例2与实施例1的区别仅在于,所采用的乙酸钠缓冲溶液中的乙酸钠的浓度为45mmol/L,供试品溶液2检测结果如表4所示。
表4实施例2中的待测样品的色谱分析结果
实施例3
实施例3与实施例1的区别仅在于,所采用的乙酸钠缓冲溶液中的乙酸钠的浓度为60mmol/L,供试品溶液2检测结果如表5所示。
表5实施例3中的待测样品的色谱分析结果
实施例4
实施例4与实施例1的区别仅在于,流动相A的pH值为7.0,供试品溶液2检测结果如表6所示。
表6实施例4中的待测样品的色谱分析结果
实施例5
实施例5与实施例1的区别仅在于,流动相A的pH值为7.5,供试品溶液2检测结果如表7所示。
表7实施例5中的待测样品的色谱分析结果
实施例6
实施例6与实施例1的区别仅在于,流速为0.8ml/min,供试品溶液2检测结果如表8所示。
表8实施例6中的待测样品的色谱分析结果
实施例7
实施例7与实施例1的区别仅在于,流速为1.2ml/min,供试品溶液2检测结果如表9所示。
表9实施例7中的待测样品的色谱分析结果
实施例8
实施例8与实施例1的区别仅在于,柱温为30℃,供试品溶液2检测结果如表10所示。
表10实施例8中的待测样品的色谱分析结果
实施例9
实施例9与实施例1的区别仅在于,柱温为45℃,供试品溶液2检测结果如表10所示。
表10实施例9中的待测样品的色谱分析结果
表11实施例的色谱条件
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于,使用的梯度洗脱不同,对比例1使用的是如表12所述的洗脱顺序,供试品溶液2结果如表13所示。
表12梯度洗脱顺序
分析时间(min) | A(%) | B(%) |
0 | 80 | 20 |
5.00 | 70 | 30 |
7.00 | 70 | 30 |
7.01 | 85 | 15 |
10.00 | 85 | 15 |
表13对比例1中的待测样品的色谱分析结果
在上述梯度洗脱条件下,L-谷氨酸和γ-氨基丁酸不能有效分离,峰面积计算误差较大,定量不准确。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于,流动相A,其是为乙酸钠溶液+四氢呋喃,检测波长为265nm,进样量为20μL,梯度洗脱程序如表14所示,供试品溶液2所得到的结果如表15所示,其中,流动相的制备方法如下:取用冰醋酸调节pH至4.8的50mmol/L的乙酸钠溶液410mL、去离子水85mL和四氢呋喃5mL混合均匀得到。
表14梯度洗脱程序
分析时间(min) | A(%) | B(%) |
0 | 80 | 20 |
5.00 | 80 | 20 |
20.00 | 60 | 40 |
25.00 | 40 | 60 |
30.00 | 40 | 60 |
30.01 | 30 | 70 |
35.00 | 30 | 70 |
40.00 | 80 | 20 |
45.00 | 80 | 20 |
45.01 | 停止 | 停止 |
表15对比例2中的待测样品的色谱分析结果
从上表可以看出,虽然能完全将L-谷氨酸和γ-氨基丁酸分离,但L-谷氨酸和γ-氨基丁酸的保留时间均相对较长,所使用的流动相较多,这在一定程度上降低了生产效率。
综上所述,本发明通过使用上述所述的方法进行分析,能够使分析时间较短,分析时间在10min内,提高了效率,并且所得到的分离度高,能够使γ-氨基丁酸和谷氨酸分离开,此外,本发明采用中性盐溶液(乙酸钠的缓冲溶液)和乙腈作为流动相,降低了低pH造成色谱柱填料水解的风险,从而保证了色谱柱的使用寿命。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种γ-氨基丁酸中谷氨酸残留的检测方法,其包括下述步骤:
将γ-氨基丁酸供试品溶解并使用衍生化试剂进行柱前衍生化得到供试品溶液;
使用高效液相色谱仪对供试品溶液中的谷氨酸残留进行检测。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其中,流动相A为乙酸钠缓冲溶液,流动相B为乙腈,优选的,所述乙酸钠缓冲溶液中乙酸钠的浓度为45-60mmol/L,优选为55mmol/L。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其中,所述流动相A的pH为6.0-8.0,优选为7.0-7.5。
4.根据权利要求2或3所述的检测方法,其中,采用流动相A和流动相B进行梯度洗脱,优选的,按照如下的顺序进行梯度洗脱:
0-5.00min:流动相A从90-95体积%减少到75-80体积%,流动相B从5-10体积%增加到20-25体积%;
5.00-7.00min:75-80体积%的流动相A:20-25体积%的流动相B;
7.00-7.01min:流动相A从75-80体积%增加到90-95体积%,流动相B从20-25体积%减少到5-10体积%;
7.01-10.00min:90-95体积%的流动相A:5-10体积%的流动相B。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的检测方法,所述流动相的流速为0.8-1.2ml/min,优选为1.0ml/min。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的检测方法,其中,所述衍生化试剂为邻苯二甲醛。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的检测方法,其中,所述高效液相色谱的色谱柱为C18色谱柱。
8.根据权利要求7中所述的检测方法,其中,所述色谱柱的柱温为30-45℃,优选为40℃。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的检测方法,其中,检测波长为335-340nm,优选为338nm。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的检测方法,其中,进样量为0.5-5μL,优选为2μL。
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