KR20220017280A - Analytical method to detect Vitamin K and Vitamin D in food using QuEChERS - Google Patents

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KR20220017280A KR1020200097575A KR20200097575A KR20220017280A KR 20220017280 A KR20220017280 A KR 20220017280A KR 1020200097575 A KR1020200097575 A KR 1020200097575A KR 20200097575 A KR20200097575 A KR 20200097575A KR 20220017280 A KR20220017280 A KR 20220017280A
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최희돈
김태은
유귀재
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Abstract

The present invention relates to a method for simultaneously detecting vitamin K and vitamin D in a sample, which includes: (a) a step of obtaining an extract by adding an extraction solvent to a sample and performing agitation; (b) a step of purifying the extract by dispersive solid phase extraction (d-SPE); and (c) a step of analyzing vitamin K and vitamin D in the extract purified in the above step (b) by liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry (LC-APCI-MS). In the present invention, optimization is performed in view of the type of the extraction solvent in the process of sample pretreatment, pretreatment and purification reagent contents, and so on as factors affecting the efficiency of extraction. As a result, the method of the present invention ensures high vitamin K and vitamin D recovery rates and is eco-friendly with the extraction time and solvent volume thereof reduced by approximately 90% or more from previously suggested methods.

Description

식품에서 비타민 K 및 비타민 D를 동시 검출하는 방법 {Analytical method to detect Vitamin K and Vitamin D in food using QuEChERS}Method for simultaneous detection of vitamin K and vitamin D in food {Analytical method to detect Vitamin K and Vitamin D in food using QuEChERS}

본 발명은 시료 내 비타민 K 및 비타민 D를 동시 검출하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 (a) 시료에 추출용매를 첨가하고 교반하여 추출액을 얻는 단계; (b) 상기 추출액에 분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE)을 수행하여 추출액을 정제하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에 의해 정제된 추출액에서 비타민 K 및 비타민 D를 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(LC-APCI-MS)으로 분석하는 단계를 포함하는, 시료 내 비타민 K 및 비타민 D의 동시 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for simultaneously detecting vitamin K and vitamin D in a sample, and more particularly, the method comprising: (a) adding an extraction solvent to a sample and stirring to obtain an extract; (b) performing dispersive solid phase extraction (d-SPE) on the extract to purify the extract; and (c) analyzing vitamin K and vitamin D in the extract purified by step (b) by liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry (LC-APCI-MS), vitamin K and It relates to a method for simultaneous detection of vitamin D.

비타민 K(Vitamin K)는 지용성 비타민의 한 종류로 사슬의 형태에 따라 비타민 K1(필로퀴논, phylloquinone)과 비타민 K2(메나퀴논, menaquinone) 등으로 나뉜다. 비타민 K1은 주로 식물에서 합성되며 광합성에 직접 관여하기 때문에 녹색 잎이 많은 채소에서 많이 발견된다. 비타민 K1은 자연에서 발견되는 대부분의 비타민 K의 전구체이이며, 장내 세균은 비타민 K1을 비타민 K2로 전환할 수 있다. 이러한 비타민 K2는 최근 심혈관계 질환의 예방 및 칼슘 흡수율을 증가시키는 효능이 있는 것으로 보고되고 있어, 고령자들을 위한 고령친화식품에 적용을 위한 연구가 활발하다.Vitamin K (Vitamin K) is a type of fat-soluble vitamin and is divided into vitamin K1 (phylloquinone, phylloquinone) and vitamin K2 (menaquinone, menaquinone) according to the chain shape. Vitamin K1 is mainly synthesized in plants and is found in many green leafy vegetables because it is directly involved in photosynthesis. Vitamin K1 is the precursor to most vitamin K found in nature, and gut bacteria can convert vitamin K1 to vitamin K2. Vitamin K2 has recently been reported to have the effect of preventing cardiovascular diseases and increasing calcium absorption, and studies for application to age-friendly foods for the elderly are active.

한편, 식품 및 식품첨가물공전 상의 일반시험법에 비타민 K1, D2, D3의 분석법은 규정되어 있으나 비타민 K2의 분석법은 규정되어 있지 않고, 지용성 비타민의 하나인 비타민 K와 비타민 D의 분석법 또한 각각 다르게 규정되어 있으며, 추출 및 분석에 사용되는 용매의 부피도 5 내지 100mL로 많고 추출 시간 또한 30분 내지 2시간으로 비교적 오래 걸리는 단점이 있었다. 또한, 최근에는 현대인의 영양섭취 불균형과 인구의 고령화 등으로 인해 영양성분이 강화된 식품에 대한 수요가 증가하고 있는바, 이에 따라 국민들의 식품 선택 시 적절한 정보의 제공을 목적으로 하는 영양표시 제도가 점차 강화되고 있는 실정이다.On the other hand, the analysis method of vitamin K1, D2, and D3 is prescribed in the general test method of the Food and Food Additives Code, but the analysis method of vitamin K2 is not prescribed, and the analysis method of vitamin K and vitamin D, one of the fat-soluble vitamins, is also defined differently. The volume of the solvent used for extraction and analysis is also large as 5 to 100 mL, and the extraction time is also relatively long (30 minutes to 2 hours). In addition, in recent years, the demand for food with fortified nutrients has increased due to the imbalance in nutritional intake of modern people and the aging of the population. It is being gradually strengthened.

이에 본 발명의 발명자들은 이러한 비타민 K의 효능 및 연구에 대한 중요성이 높아지고 영양성분이 강화된 식품들에 대한 국가 차원의 체계적인 관리가 강화되고 있는 상황을 고려하여, 기존에 식품공전 상 규정되어 있지 않던 비타민 K2와 함께, 지용성 비타민인 비타민 K1, D2 및 D3를 동시에 검출/분석할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다. 본 발명의 검출 방법은 추출 효율에 영향을 주는 요인으로 시료의 전처리 과정에서 추출용매의 종류와, 정제 시약의 함량 등을 고려하여 최적화시킨 결과, 비타민 K 및 비타민 D의 회수율이 높으면서도 기존에 제안된 방법보다 추출 시간과 용매 부피의 약 90% 이상이 감소되어 친환경적인 특징이 있다.Therefore, the inventors of the present invention consider the situation that the importance of the efficacy and research of vitamin K is increasing and the systematic management of foods fortified with nutrients at the national level is being strengthened. As a result of earnest efforts to develop a method capable of simultaneously detecting/analyzing vitamins K1, D2 and D3, which are fat-soluble vitamins, along with vitamin K2, the present invention was completed. The detection method of the present invention is a factor affecting extraction efficiency, and as a result of optimization in consideration of the type of extraction solvent and the content of the purification reagent in the pre-treatment process of the sample, the recovery rate of vitamin K and vitamin D is high, but it has been previously proposed The extraction time and solvent volume are reduced by more than 90% compared to the previous method, which is environmentally friendly.

본 발명은 전술한 문제 및 이와 연관된 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above problems and other problems related thereto.

본 발명의 일 예시적 목적은 (a) 시료에 추출용매를 첨가하고 교반하여 추출액을 얻는 단계; (b) 상기 추출액에 분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE)을 수행하여 추출액을 정제하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에 의해 정제된 추출액에서 비타민 K 및 비타민 D를 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(LC-APCI-MS)으로 분석하는 단계를 포함하는, 시료 내 비타민 K 및 비타민 D의 동시 검출 방법을 제공하는 것이다.An exemplary object of the present invention comprises the steps of (a) adding an extraction solvent to a sample and stirring to obtain an extract; (b) performing dispersive solid phase extraction (d-SPE) on the extract to purify the extract; and (c) analyzing vitamin K and vitamin D in the extract purified by step (b) by liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry (LC-APCI-MS), vitamin K and To provide a method for simultaneous detection of vitamin D.

본 명세서에 개시된 발명의 기술적 사상에 따라 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved according to the technical idea of the invention disclosed in this specification is not limited to the problem for solving the above-mentioned problems, and another problem not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.This will be described in detail as follows. Meanwhile, each description and embodiment disclosed in the present application may be applied to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed in the present application fall within the scope of the present application. In addition, it cannot be seen that the scope of the present application is limited by the detailed description described below.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는 시료 내 비타민 K 및 비타민 D를 동시 검출하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는, (a) 시료에 추출용매를 첨가하고 교반하여 추출액을 얻는 단계; (b) 상기 추출액에 분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE)을 수행하여 추출액을 정제하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에 의해 정제된 추출액에서 비타민 K 및 비타민 D를 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(LC-APCI-MS)으로 분석하는 단계를 포함하는, 시료 내 비타민 K 및 비타민 D의 동시 검출 방법을 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above object provides a method for simultaneously detecting vitamin K and vitamin D in a sample. More specifically, one aspect of the present invention for achieving the above object, (a) adding an extraction solvent to the sample and stirring to obtain an extract; (b) performing dispersive solid phase extraction (d-SPE) on the extract to purify the extract; and (c) analyzing vitamin K and vitamin D in the extract purified by step (b) by liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry (LC-APCI-MS), vitamin K and A method for simultaneous detection of vitamin D is provided.

본 발명의 검출 방법은 시료의 전처리(QuEChERS 전처리) 단계 및 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS) 단계를 수행함에 있어서, 추출 효율에 영향을 주는 요인으로 시료의 전처리 과정에서 추출용매의 종류와, 정제 시약의 함량 등을 고려하여 최적화하였고, 그 결과 비타민 K 및 비타민 D의 회수율이 높으면서도 기존에 제안된 방법보다 추출 시간과 용매 부피의 약 90% 이상이 감소되어 친환경적인 특징이 있다.In the detection method of the present invention, in performing the sample pretreatment (QuEChERS pretreatment) step and liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS) step, extraction As factors affecting the efficiency, it was optimized in consideration of the type of extraction solvent and the content of the purification reagent in the pretreatment process of the sample. About 90% or more of the solvent volume is reduced, which is environmentally friendly.

이하, 본 발명에 따른 방법을 단계별로 설명한다.Hereinafter, the method according to the present invention will be described step by step.

본 발명의 검출 방법은 (a) 시료에 추출용매를 첨가하고 교반하여 추출액을 얻는 단계를 포함한다. 또한, 상기 (a) 단계는 황산마그네슘(MgSO4) 및 NaCl을 첨가하고 원심분리하는 과정을 포함할 수 있다.The detection method of the present invention includes (a) adding an extraction solvent to a sample and stirring to obtain an extract. In addition, step (a) may include adding magnesium sulfate (MgSO4) and NaCl and centrifuging.

본 발명에서 용어 "시료"는 비타민 K 및/또는 비타민 D, 즉 비타민 K1, K2, D2 및/또는 D3가 포함되어 있거나 포함되었을 것으로 생각되는 것이면 충분하며, 보다 구체적으로 상기 시료는 육류, 소세지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등 통상의 식품을 포함한다. 상기 시료는 분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE) 또는 QuEChERS 전처리에 적용할 수 있도록 사전 처리된 것일 수 있고, 이는 예컨대 액상화한 것을 들 수 있으며 수용액에 제한되지 않는다. 또한, 상기 시료에는 통상의 기술자가 분산 고체상 추출법(d-SPE) 또는 QuEChERS 전처리에 따르기 위해 첨가할 수 있는 다양한 첨가제(예를 들어, 거품방지제)를 첨가할 수 있다.As used herein, the term "sample" suffices as long as it contains or is thought to contain vitamin K and/or vitamin D, that is, vitamin K1, K2, D2 and/or D3, and more specifically, the sample includes meat, sausage, Bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, dairy products including ice cream, various soups, beverages, teas, drinks, alcoholic beverages, and vitamin complexes are included. The sample may be pre-treated to be applied to dispersive solid phase extraction (d-SPE) or pre-treatment with QuEChERS, which may be liquefied, but is not limited to aqueous solution. In addition, various additives (eg, antifoaming agents) may be added to the sample by those skilled in the art to comply with the dispersed solid phase extraction method (d-SPE) or QuEChERS pretreatment.

본 발명에서 용어 "추출용매"는 시료의 전처리 과정에 있어서, 황산마그네슘(MgSO4)을 통한 염석(salting out) 효과를 이용한 추출 단계에 앞서 시료에 첨가되는 것으로, 아세토니트릴을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 4가지 추출용매 아세토니트릴(CH3CN), 메탄올(CH3OH), 에탄올, 아세토니트릴 /메탄올 혼합용매(1:2, v/v)를 사용하여 추출 효율을 비교한 결과, 에탄올과 아세토니트릴/메탄올 혼합용매로 추출했을 경우 피크 분리가 잘 되지 않아 추출 효율을 정확하게 확인할 수 없었던 반면, 아세토니트릴을 사용하였을 경우 회수율 값이 메탄올에 비해 상대적으로 높게 나타났음을 확인하였다(도 1).In the present invention, the term "extraction solvent" is added to the sample prior to the extraction step using the salting out effect through magnesium sulfate (MgSO 4 ) in the pretreatment process of the sample, and may mean acetonitrile. In an embodiment of the present invention, four extraction solvents acetonitrile (CH 3 CN), methanol (CH 3 OH), ethanol, and acetonitrile / methanol mixed solvent (1:2, v / v) are used to compare the extraction efficiency As a result, when extracted with a mixed solvent of ethanol and acetonitrile/methanol, the peak separation was not well and the extraction efficiency could not be accurately confirmed, whereas when acetonitrile was used, the recovery value was relatively higher than that of methanol ( Fig. 1).

본 발명에서 (a) 시료에 추출용매를 첨가하고 교반하여 추출액을 얻는 단계, 즉 "추출 단계"는 시료의 전처리(QuEChERS 전처리)에 있어서 염석 효과를 이용한 유기용매 층 분리를 수행하기 위한 것으로, 본 발명에서는 추출 효율에 영향을 줄 수 있는 변수로 전처리 시약의 함량을 설정하였다. 본 발명의 일 실시예에서는 반응표면분석법을 이용하여 첨가되는 상기 전처리 시약으로 황산마그네슘(MgSO4) 및 NaCl의 함량을 최적화한 결과, MgSO4 함량이 시료 대비 0.5% 내지 60%의 농도, 바람직하게는 시료 대비 30% 내지 35%, 보다 바람직하게는 33.3%이고, NaCl 의 함량이 시료 대비 4% 내지 15% 농도, 바람직하게는 시료 대비 5% 내지 10%, 보다 바람직하게는 8.3%로 포함될 경우 가장 높은 비타민 K 함량을 나타냄을 확인하였다(도 3).In the present invention, (a) adding an extraction solvent to the sample and stirring to obtain an extract, that is, the "extraction step" is to perform organic solvent layer separation using the salting-out effect in the pretreatment of the sample (QuEChERS pretreatment). In the present invention, the content of the pretreatment reagent is set as a variable that can affect the extraction efficiency. In an embodiment of the present invention, as a result of optimizing the contents of magnesium sulfate (MgSO 4 ) and NaCl as the pretreatment reagent added using the reaction surface analysis method, the MgSO 4 content is 0.5% to 60% of the concentration of the sample, preferably is 30% to 35% of the sample, more preferably 33.3%, and the content of NaCl is 4% to 15% of the sample concentration, preferably 5% to 10% compared to the sample, more preferably 8.3%. It was confirmed that it exhibited the highest vitamin K content (FIG. 3).

본 발명에서 용어 "비타민 K"는 지용성 비타민의 한 종류로, 혈액 응고 인자 단백질의 합성에 필수적이며, 사슬의 형태에 따라 비타민 K1(필로퀴논, phylloquinone) 또는 비타민 K2(메나퀴논, menaquinone)일 수 있다. 또한, 본 발명에서 "비타민 D"는 지용성 비타민의 하나로, 체내 칼슘항상성 유지에 중요한 역할을 수행하며, 구조에 따라 균류식물에서 주로 발견되는 비타민 D2 (에르고칼시페롤, ergocalciferol)와 동물에서 주로 발견되는 비타민 D3 (콜레칼시페롤, cholecalciferol)일 수 있다. 상기 비타민 K 또는 비타민 D는 본 발명의 시료 또는 식품 내 성분으로 자연적으로 존재하거나 인위적으로 첨가된 것일 수 있으며, 이에 특별히 제한되지 않는다.In the present invention, the term "vitamin K" is a type of fat-soluble vitamin, essential for the synthesis of blood clotting factor protein, and may be vitamin K1 (phylloquinone, phylloquinone) or vitamin K2 (menaquinone, menaquinone) depending on the form of the chain. have. In addition, in the present invention, "vitamin D" is one of the fat-soluble vitamins, plays an important role in maintaining calcium homeostasis in the body, and depending on the structure, vitamin D2 (ergocalciferol, ergocalciferol) mainly found in fungal plants and mainly found in animals It may be vitamin D3 (cholecalciferol, cholecalciferol). The vitamin K or vitamin D may be naturally present or artificially added as a component in the sample or food of the present invention, but is not particularly limited thereto.

본 발명의 검출 방법은 (b) 상기 추출액에 분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE)을 수행하여 추출액을 정제하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 (b) 단계는 황산마그네슘(MgSO4) 및 PSA(primary secondary amine)을 첨가하고 원심분리하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.The detection method of the present invention includes (b) performing a dispersive solid phase extraction (d-SPE) on the extract to purify the extract. In addition, the step (b) may include the addition of magnesium sulfate (MgSO 4 ) and primary secondary amine (PSA) and centrifugation.

본 발명에 있어서 "분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE)"은 식품 및 농산물 시료의 전처리 방법으로, 본 발명에서 특별히 기재하지 않는 이상, 통상의 기술자가 본 발명이 속하는 기술분야의 공지된 방법에 따라 수행할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 분산 고체상 추출법은 황산마그네슘(MgSO4)을 통한 염석(salting out) 효과를 이용한 추출 단계 및 흡착제를 직접 넣어 정제하는 d-SPE (dispersive solid phase extraction) 단계를 포함하고, 본 명세서에 있어서 시료의 QuEChERS 전처리 또는 QuEChERS 추출공정을 의미할 수 있다.In the present invention, "dispersive solid phase extraction (d-SPE)" is a pretreatment method for food and agricultural products, and unless otherwise specified in the present invention, those skilled in the art will It can be carried out according to the method described above, and is not particularly limited. Specifically, the dispersed solid phase extraction method includes an extraction step using a salting out effect through magnesium sulfate (MgSO 4 ) and a dispersive solid phase extraction (d-SPE) step of purifying by directly adding an adsorbent, and in the present specification In this case, it may mean QuEChERS pretreatment or QuEChERS extraction process of the sample.

본 발명에서 (b) 분산 고체상 추출법을 수행하여 정제하는 단계, 즉 "정제 단계"는 QuEChERS 전처리에 있어서 시료에 대해 흡착제를 직접 넣어 유기산과 수분을 제거하는 d-SPE 단계를 수행하기 위해 사용된 것으로, 본 발명에서는 추출 효율에 영향을 줄 수 있는 변수로 정제 시약의 함량을 설정하였으며, 상기 정제 시약은 황산마그네슘(MgSO4) 및 PSA(primary secondary amine)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 반응표면분석법을 이용하여 첨가되는 정제 시약으로 황산마그네슘(MgSO4) 및 PSA의 함량을 최적화한 결과, MgSO4 함량이 시료 대비 5% 내지 25% 농도, 바람직하게는 10% 내지 20%, 보다 바람직하게는 15%이고, PSA 의 함량이 시료 대비 0.5% 내지 5% 농도, 바람직하게는 1% 내지 4%, 보다 바람직하게는 2.5%로 포함될 경우 가장 높은 비타민 K 함량을 나타냄을 확인하였다(도 3).In the present invention, (b) the step of purifying by performing the dispersion solid phase extraction method, that is, the "purification step" is used to perform the d-SPE step of removing organic acids and moisture by directly adding an adsorbent to the sample in the QuEChERS pretreatment. , In the present invention, the content of the purification reagent is set as a variable that can affect the extraction efficiency, and the purification reagent may include magnesium sulfate (MgSO 4 ) and PSA (primary secondary amine). In an embodiment of the present invention, as a result of optimizing the contents of magnesium sulfate (MgSO 4 ) and PSA as a purification reagent added using a reaction surface analysis method, the MgSO 4 content is 5% to 25% of the sample concentration, preferably 10 % to 20%, more preferably 15%, and when the content of PSA is 0.5% to 5% of the sample, preferably 1% to 4%, more preferably 2.5%, the highest vitamin K content It was confirmed that it shows (FIG. 3).

또한, 본 발명에 따른 분산 고체상 추출법 또는 QuEChERS 추출공정을 적용함에 있어서 통상의 기술자는 당업계에 공지된 다양한 화합물을 필요에 따라 선택적으로 첨가하여 사용할 수 있다.In addition, in applying the dispersed solid phase extraction method or the QuEChERS extraction process according to the present invention, a person skilled in the art may selectively add various compounds known in the art as needed.

본 발명의 검출 방법은 (c) 상기 (b) 단계에 의해 정제된 추출액에서 비타민 K 및 비타민 D를 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS)으로 분석하는 단계를 포함한다.The detection method of the present invention (c) liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC- APCI-MS).

본 발명에 있어서, 비타민 K 및 비타민 D의 검출 및 정량에 바람직하게는 "액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS)"를 이용할 수 있다. 대기압 화학이온화(APCI)는 전자분무 이온화(ESI)에서 충분한 양의 이온을 얻는데 적합하지 않은, 적은 극성의 분자들을 검출하기 위해 사용되는 이온화 방법으로, 단일 전하 이온들이 주로 생성된다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 시료에 대해 QuEChERS 전처리 후 얻어진 상층액에 대해 다시 0.22㎛ PVDF syringe filter 후 LC-APCI-MS/MS 분석을 수행하였다.In the present invention, "liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS" is preferably used for the detection and quantification of vitamin K and vitamin D. can Atmospheric pressure chemical ionization (APCI) is an ionization method used to detect molecules of low polarity, which are not suitable to obtain sufficient amounts of ions in electrospray ionization (ESI), in which single charged ions are mainly produced. Specifically, in an embodiment of the present invention, LC-APCI-MS/MS analysis was performed after 0.22㎛ PVDF syringe filter on the supernatant obtained after pre-treatment with QuEChERS for the sample.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 하나의 양태는 본 발명의 방법에 따라 시료로부터 비타민 K 및 비타민 D의 동시 검출할 수 있는 키트를 제공한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 키트에는 분산 고체상 추출법 또는 QuEChERS 추출공정을 적용할 수 있는 도구와 시료, 비타민 K 및 비타민 D를 각각 검출해 판별할 수 있는 방법에 대해 기술하는 지침서가 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 키트는 추출용매로서 아세토니트릴, 전처리 시약으로서 황산마그네슘(MgSO4) 및 NaCl, 정제 시약으로서 황산마그네슘 및 PSA 등을 포함하고, 상기 전처리 시약과 정제 시약의 최적 함량은 전술한 바와 같다.Another aspect of the present invention for achieving the above object provides a kit capable of simultaneously detecting vitamin K and vitamin D from a sample according to the method of the present invention. Specifically, the kit according to the present invention may include a tool to which the dispersed solid phase extraction method or the QuEChERS extraction process can be applied, and instructions describing a method for detecting and discriminating a sample, vitamin K and vitamin D, respectively. In addition, the kit according to the present invention contains acetonitrile as an extraction solvent, magnesium sulfate (MgSO 4 ) and NaCl as a pretreatment reagent, magnesium sulfate and PSA as a purification reagent, and the optimal content of the pretreatment reagent and the purification reagent is as described above. It's like a bar.

본 발명의 동시 검출 방법은 추출 효율에 영향을 주는 요인으로 시료의 전처리 과정에서 추출용매의 종류와, 전처리 시약 및 정제 시약의 함량 등을 고려하여 최적화시킨 결과, 비타민 K 및 비타민 D의 회수율이 높으면서도 기존에 제안된 방법보다 추출 시간과 용매 부피의 약 90% 이상이 감소되어 친환경적인 것을 특징으로 한다.Simultaneous detection method of the present invention is a factor affecting extraction efficiency, and as a result of optimization in consideration of the type of extraction solvent, the content of pretreatment reagent and purification reagent, etc. in the pretreatment process of the sample, the recovery rate of vitamin K and vitamin D is high Also, it is characterized in that it is eco-friendly by reducing the extraction time and solvent volume by about 90% or more compared to the previously proposed method.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 시료의 전처리 과정 최적화를 위해 각 추출용매의 사용시 비타민 K의 회수율을 비교 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 반응표면분석법(RSM)을 이용한 추출 공정의 최적화를 나타낸 것으로, 각각 A와 B는 추출 단계의 황산마그네슘(MgSO4)및 NaCl 함량, C와 D는 각각 정제 단계의 황산마그네슘(MgSO4) 및 PSA 함량을 의미한다.
도 3은 본 발명에 따른 검출 방법의 검증 결과로 비타민 K1 및 비타민 K2, 비타민 D2 및 비타민 D3의 calibration curve를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따라 검출된 비타민 K1 및 비타민 K2, 비타민 D2 및 비타민 D3 각각의 MRM 크로마토그램을 나타낸 것이다.
In order to more fully understand the drawings cited herein, a brief description of each drawing is provided.
1 shows the results of comparative analysis of the recovery rate of vitamin K when each extraction solvent is used to optimize the pretreatment process of the sample.
Figure 2 shows the optimization of the extraction process using the reaction surface analysis (RSM), respectively, A and B are magnesium sulfate (MgSO 4 ) and NaCl content in the extraction step, C and D are magnesium sulfate (MgSO 4 ) in the purification step, respectively. ) and PSA content.
3 shows calibration curves of vitamin K1 and vitamin K2, vitamin D2, and vitamin D3 as a result of verification of the detection method according to the present invention.
4 shows the MRM chromatograms of vitamins K1 and K2, vitamin D2 and vitamin D3 respectively detected according to the method of the present invention.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

[실험방법][Test method]

1. 비타민 K 강화 제형의 전처리 (QuEChERS)1. Pretreatment of Vitamin K Fortified Formulations (QuEChERS)

비타민 K 강화 제형을 500 ng/mL 농도로 희석한 뒤 50 mL centrifuge tube에 2 mL를 넣고, 아세토니트릴(acetonitrile) 10 mL를 첨가한 후 혼합 되도록 충분히 흔들어 주었다. 50 mL centrifuge tube에 Extraction Kit (MgSO4 4 g, NaCl 1 g)를 첨가한 후 3,000 rpm에서 5분간 원심분리하고, 상층액 6mL 를 dispersive SPE (900 mg of MgSO4, 150 mg of primary secondary amine)에 넣은 후 다시 3,000 rpm에서 5분간 원심분리하였다. 이후 상층액을 다시 0.22㎛ PVDF syringe filter 후 LC-APCI-MS/MS 분석하였다.After diluting the vitamin K-enhanced formulation to a concentration of 500 ng/mL, put 2 mL into a 50 mL centrifuge tube, add 10 mL of acetonitrile, and shake sufficiently to mix. After adding the Extraction Kit (MgSO 4 4 g, NaCl 1 g) to a 50 mL centrifuge tube, centrifuge at 3,000 rpm for 5 minutes, and 6mL of the supernatant was transferred to dispersive SPE (900 mg of MgSO 4 , 150 mg of primary secondary amine). After putting in the centrifugal centrifugation again at 3,000 rpm for 5 minutes. Then, the supernatant was again analyzed by LC-APCI-MS/MS after 0.22㎛ PVDF syringe filter.

2. 비타민 K 분석을 위한 유효성 검증2. Validation for Vitamin K Assay

검량 곡선(Relative calibration curve)은 비타민 K1, K2 stock solution을 사용하여 얻었다. 회수율 실험은 비타민 K 강화제형에 비타민 K1, K2 (표준 물질) 5, 10, 500 μg/L을 첨가하여 측정하였다. 비타민 K 에 대한 LC-APCI-MS/MS 기기분석을 위해서 1-1000 μg/L 표준용액의 직선성을 확인하였다. 그리고 정밀성 검증을 위해 추출 후 얻은 비타민 K 표준물질의 시험용액은 Inter-day (1일 1구간, 3일간)와 intra-day (1일, 3 구간)으로 6회 반복하여 측정되었다.Relative calibration curves were obtained using vitamin K1 and K2 stock solutions. The recovery rate experiment was measured by adding 5, 10, and 500 μg/L of vitamins K1 and K2 (standard substances) to the vitamin K fortified formulation. For LC-APCI-MS/MS instrument analysis for vitamin K, the linearity of 1-1000 μg/L standard solution was confirmed. And to verify the precision, the test solution of the vitamin K standard material obtained after extraction was repeatedly measured 6 times, inter-day (1 section per day, 3 days) and intra-day (1 day, 3 sections).

3. 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량 분석 (LC-APCI-MS) 기기 조건3. Liquid Chromatography-Atmospheric Pressure Chemiionization Mass Spectrometry (LC-APCI-MS) Instrument Conditions

비타민 K 강화 제형을 전처리한 후, 기기분석을 위해 Waters 사의 ACQUITY UPLC 시스템과 Xevo TQ MS 질량분석기를 이용하여 분석하였고, UPLC BEH C18 column (1.7 ㎛, 2.1 × 100 mm, Waters)을 통해 분리하였다. LC APCI-MS/MS 분석 조건은 아래 표 1 및 표 2와 같다.After pre-treatment of the vitamin K-enhanced formulation, it was analyzed using Waters' ACQUITY UPLC system and Xevo TQ MS mass spectrometer for instrumental analysis, and separated through UPLC BEH C 18 column (1.7 μm, 2.1 × 100 mm, Waters). . LC APCI-MS/MS analysis conditions are shown in Tables 1 and 2 below.

InstrumentInstrument Waters Xevo TQ MSWaters Xevo TQ MS ColumnColumn UPLC BEH C18
(1.7 ㎛, 2.1 × 100 mm, Waters)
UPLC BEH C 18
(1.7 μm, 2.1 × 100 mm, Waters)
Mobile phasemobile phase A: 90% ACN
B: MeOH
A: 90% ACN
B: MeOH
Flow rateflow rate 0.5 mL/min0.5 mL/min
Gradientgradient
(A : B)(A:B)
0 min
0.5 min
2.5 min
4.5 min
5 min
6 min
0 min
0.5 min
2.5 min
4.5 min
5 min
6 min
100 : 0
100 : 0
0 : 100
0 : 100
100 : 0
100 : 0
100 : 0
100 : 0
0 : 100
0 : 100
100 : 0
100 : 0
Oven temp.Oven temp. 40℃40℃ Injection vol.Injection vol. 15 ㎕15 μl

CompoundCompound 비타민 K1vitamin K1 비타민 K2vitamin K2 비타민 D2vitamin D2 비타민 D3vitamin D3 Ionization modeIonization mode APCIAPCI Q1 (m/z)Q1 (m/z) 451.5451.5 445.4445.4 397.5397.5 385.4385.4 Q3 (m/z)Q3 (m/z) 128
187.1
128
187.1
81
187.1
81
187.1
107
397.4
107
397.4
92.8
107.03
67.4
92.8
107.03
67.4
RT (min)RT (min) 3.933.93 3.063.06 3.073.07 3.103.10 Cone (V)Cone (V) 2020 Probe Temp. (℃)Probe Temp. (℃) 450450 Gas flow (L/hr)Gas flow (L/hr) 250250 Collision (eV)Collision (eV) 2020 2020 1717 2020 Dwell time (s)Dwell time (s) 0.10.1

4. 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용한 추출조건 최적화4. Optimization of extraction conditions using response surface methodology (RSM)

추출조건에 대한 실험계획은 Box-Behnken design (BBD) 으로 실시하였다. Extraction kit 의 MgSO4(X1) 와 NaCl(X2)의 함량, Dispersive SPE kit의 MgSO4(X3)와 primary secondary amine(PSA, X4)를 독립변수로 설정하고 각각을 부호화하였으며(표 4), 27가지의 추출조건으로 추출하였다(표 4). 또한, 이들 독립변수에 영향을 받은 종속변수로는 추출수율을 측정하여 그 값을 회귀분석에 사용하였다.The experimental design for the extraction conditions was carried out with the Box-Behnken design (BBD). The content of MgSO 4 (X 1 ) and NaCl (X 2 ) of the extraction kit, MgSO 4 (X 3 ) and primary secondary amine (PSA, X 4 ) of the Dispersive SPE kit were set as independent variables and each was coded (Table). 4), extraction was performed under 27 extraction conditions (Table 4). In addition, as a dependent variable affected by these independent variables, the extraction yield was measured and the value was used for regression analysis.

VariablesVariables FactorsFactors LevelLevel XX iIt's Low (-1)Low (-1) Middle (0)Middle (0) High (+1)High (+1) Extraction kitextraction kit MgSO4 (mg)MgSO 4 (mg) X1 X 1 10001000 40004000 70007000 NaCl (mg)NaCl (mg) X2 x 2 500500 10001000 15001500 Dispersive SPE kitDispersive SPE kit MgSO4 (mg)MgSO 4 (mg) X3 X 3 500500 900900 13001300 PSA (mg)PSA (mg) X4 X 4 5050 150150 250250

Exp. NoExp. No Extraction conditionExtraction condition Extraction kitextraction kit Dispersive SPE kitDispersive SPE kit MgSOMgSO 4 4 (X(X 1One )) NaCl (XNaCl (X 22 )) MgSOMgSO 4 4 (X(X 33 )) PSA (XPSA (X 44 )) 1One 70007000 10001000 900900 250250 22 10001000 15001500 900900 150150 33 70007000 10001000 13001300 150150 44 70007000 10001000 900900 5050 55 10001000 10001000 13001300 150150 66 40004000 15001500 500500 150150 77 10001000 10001000 500500 150150 88 10001000 10001000 900900 250250 99 40004000 10001000 500500 250250 1010 70007000 15001500 900900 150150 1111 40004000 10001000 13001300 250250 1212 10001000 10001000 900900 5050 1313 40004000 500500 900900 5050 1414 40004000 10001000 900900 150150 1515 40004000 10001000 900900 150150 1616 40004000 500500 13001300 150150 1717 10001000 500500 900900 150150 1818 40004000 15001500 13001300 150150 1919 70007000 10001000 500500 150150 2020 70007000 500500 900900 150150 2121 40004000 10001000 500500 5050 2222 40004000 500500 500500 150150 2323 40004000 10001000 13001300 5050 2424 40004000 10001000 900900 150150 2525 40004000 15001500 900900 250250 2626 40004000 500500 900900 250250 2727 40004000 15001500 900900 5050

[실험결과][Experiment result]

1. QuEChERS 추출공정 최적화1. Optimization of QuEChERS extraction process

(1) 추출용매 선정(1) Selection of extraction solvent

추출용매의 선택을 위해, 2가지 물질 acetonitrile(CH3CN), methanol (CH3OH)를 사용하여, 추출 효율을 비교하였다. 그 결과, 아세토니트릴(acetonitrile)을 사용하였을 때 회수율 값이 메탄올(methanol)을 사용하였을 때에 비해 상대적으로 높게 나타났다(도 1).For the selection of the extraction solvent, two substances acetonitrile (CH 3 CN) and methanol (CH 3 OH) were used, and extraction efficiencies were compared. As a result, when acetonitrile was used, the recovery value was relatively higher than when methanol was used ( FIG. 1 ).

(2) 반응표면분석법(RSM)을 이용한 추출조건 최적화(2) Optimization of extraction conditions using response surface analysis (RSM)

QuEChERS 조건을 최적화하기 위해, 반응표면분석법을 이용하여 공정을 최적화 하였다. Box-Behnken design에 따라 독립변수를 extraction kit 의 MgSO4 와 NaCl의 함량, dispersive SPE kit의 MgSO4 와 primary secondary amine (PSA)의 함량으로 각각 설정하였고, 종속변수를 비타민 K 함량으로 설정하였다.In order to optimize the QuEChERS conditions, the process was optimized using the response surface analysis method. In accordance with the Box-Behnken design, independent variables were set as MgSO 4 and NaCl contents of the extraction kit, MgSO 4 and primary secondary amine (PSA) contents of dispersive SPE kit, respectively, and the dependent variable was set as vitamin K content.

그 결과, extraction kit 의 MgSO4 와 NaCl 의 함량이 각각 4000 mg, 1000 mg 일때 가장 높은 비타민 K 함량을 나타냈고, dispersive SPE kit 의 MgSO4 와 PSA 의 함량이 각각 900 mg, 150 mg 일때 가장 높은 비타민 K 함량을 나타냈다(도 2). 이 모델의 결정계수(R2)는 0.9436 고 결정계수의 p value는 0.0001보다 작은값으로 회귀 모델에 대한 신뢰도를 입증하였다.As a result, the highest vitamin K content was shown when the content of MgSO 4 and NaCl of the extraction kit was 4000 mg and 1000 mg, respectively, and the highest vitamin K content was when the content of MgSO 4 and PSA of the dispersive SPE kit was 900 mg and 150 mg, respectively. The K content was shown (FIG. 2). The coefficient of determination (R 2 ) of this model was 0.9436 and the p value of the coefficient of determination was less than 0.0001, proving the reliability of the regression model.

2. 비타민 K 강화 제형의 영양성분 분석법 검증 (method validation)2. Nutritional analysis method validation of vitamin K-fortified formulations (method validation)

(1)(One) 직선성(Linearity), 범위(Range), 검출한계(LOD), 정량한계(LOQ) 평가Linearity, Range, Limit of Detection (LOD), Limit of Quantitation (LOQ) evaluation

설정된 분석법의 검증을 위해 비타민 K 강화 제형이 첨가되지 않은 blank sample (제형 matrix)에 비타민 K 표준액 혼합물을 첨가하여 샘플과 같은 방법으로 추출하여 external calibration curve를 측정하고, 직선성, 검출한계 (limit of detection, LOD) 및 정량한계 (limit of quantification, LOQ)를 확인하였다. 비타민 K 표준액 혼합물을 연속희석(serial dilution)하여 초기 표준액 혼합물을 포함한 총 6가지 농도로 하여 농도대비 면적값으로 각 지표성분의 calibration curve를 얻었다. 각 물질의 linearity range, LOD, LOQ 평가 내용은 표에 수록하였으며, R2이 모두 1.0000으로 우수한 직선성을 나타내었다.To verify the established analytical method, the vitamin K standard solution mixture is added to the blank sample (formulation matrix) to which the vitamin K-fortified formulation is not added, extracted in the same way as the sample, the external calibration curve is measured, and the linearity and detection limit (limit of detection, LOD) and limit of quantification (LOQ) were confirmed. The vitamin K standard solution mixture was serially diluted to obtain a total of 6 concentrations including the initial standard solution mixture, and a calibration curve of each indicator component was obtained as an area value versus concentration. The evaluation of the linearity range, LOD, and LOQ of each material is listed in the table, and R 2 was all 1.0000, indicating excellent linearity.

AnalyteAnalyte Regression equationRegression equation Correlation coefficient (RCorrelation coefficient (R 22 )) Linear rangeLinear range
(μg/L)(μg/L)
LODLOD LOQLOQ
Vitamin K1Vitamin K1 y = 1341.55x + 48.74y = 1341.55x + 48.74 1.00001.0000 0.5 - 1000.5 - 100 0.040.04 0.110.11 Vitamin K2Vitamin K2 y = 464.32x + 92.34y = 464.32x + 92.34 1.00001.0000 0.5 - 2500.5 - 250 0.030.03 0.100.10 Vitamin D2Vitamin D2 y = 62.80x - 10.46y = 62.80x - 10.46 1.00001.0000 1.0 - 2501.0 - 250 0.250.25 0.770.77 Vitamin D3Vitamin D3 y = 320.80x + 84.33y = 320.80x + 84.33 1.00001.0000 0.5 - 2500.5 - 250 0.060.06 0.170.17

(2) 정밀성(Precision), 안정성(Stability), 정확성(Accuracy(Recovery)) 평가(2) Evaluation of Precision, Stability, and Accuracy (Recovery)

정밀성은 아래 표 6과 같이 3가지 농도에서 3회 반복 측정으로하여, intra-day, inter-day precision으로 평가하였다. 아울러 비타민 K 강화 제형의 6회 반복 측정으로 병행정밀성(반복성)을 평가하였다. 안정성은 30시간 내 실온에서 보관한 동일 샘플을 간격을 두고 6회 측정하여 평가하였다. 정확성은 분석하는 비타민 K 강화 제형에 희석된 표준액혼합물 기지량을 넣고, 이것을 검체로 하여 3농도, 3회 반복하여 본 검증 수행의 시험방법을 적용하여 평가하였으며, 모든 검체는 RSD < 5% 미만으로 평가되었다. Precision was evaluated by intra-day and inter-day precision by repeating measurements three times at three concentrations as shown in Table 6 below. In addition, parallel precision (repeatability) was evaluated with 6 repeated measurements of the vitamin K-fortified formulation. Stability was evaluated by measuring the same sample stored at room temperature within 30 hours at intervals of 6 times. Accuracy was evaluated by adding a known amount of the diluted standard solution mixture to the vitamin K-fortified formulation to be analyzed, and using this as a sample, 3 concentrations, and repeating this 3 times, applying the test method of this verification performance, all samples were RSD < 5% was evaluated.

AnalyteAnalyte Precision RSD (%)Precision RSD (%) AccuracyAccuracy ConcentrationConcentration
(μg/L)(μg/L)
Intra-Intra-
dayday
(n=3)(n=3)
Inter-Inter-
dayday
(n=3)(n=3)
Repeatabilityrepeatability
RSD (%)RSD (%)
(n=5)(n=5)
SpikedSpiked
(μg/L)(μg/L)
DetectedDetected
(μg/L)(μg/L)
RecoveryRecovery
(%)(%)
RSDRSD
(%)(%)
EmulsionEmulsion
(Soybean oil)(Soybean oil)
Vit. K1Vit. K1 samplesample 5.36
(10.71)
5.36
(10.71)
5.70
(11.81)
5.70
(11.81)
106.37 ± 0.53
(110.24 ± 2.54)
106.37 ± 0.53
(110.24 ± 2.54)
0.5
(2.3)
0.5
(2.3)
1One 1.241.24 2.202.20 1.501.50 4.884.88 4.894.89 100.26 ± 0.30100.26 ± 0.30 0.30.3 1010 0.990.99 1.111.11 9.759.75 9.789.78 100.27 ± 2.02100.27 ± 2.02 2.02.0 5050 0.640.64 1.151.15 14.6314.63 14.6214.62 99.99 ± 1.4499.99 ± 1.44 1.41.4 Vit. K2Vit. K2 samplesample 5.23
(10.46)
5.23
(10.46)
5.31
(11.44)
5.31
(11.44)
101.53 ± 5.75
(109.35 ± 6.33)
101.53 ± 5.75
(109.35 ± 6.33)
5.85.8
1One 1.101.10 2.232.23 2.512.51 4.174.17 4.424.42 106.20 ± 6.33106.20 ± 6.33 6.06.0 1010 0.200.20 1.021.02 8.338.33 8.408.40 100.81 ± 1.68100.81 ± 1.68 1.71.7 5050 0.170.17 0.760.76 12.5012.50 12.4912.49 99.92 ± 0.8199.92 ± 0.81 0.80.8 EmulsionEmulsion
(Soybean oil)(Soybean oil)
Vit. D2Vit. D2 samplesample 5.23
(10.46)
5.23
(10.46)
5.87
(10.92)
5.87
(10.92)
112.26 ± 2.09
(104.35 ± 5.41)
112.26 ± 2.09
(104.35 ± 5.41)
10.8
(5.2)
10.8
(5.2)
1One 2.342.34 3.723.72 5.485.48 4.174.17 4.374.37 104.89 ± 3.01104.89 ± 3.01 2.92.9 1010 4.504.50 6.436.43 8.338.33 9.009.00 107.97 ± 4.35107.97 ± 4.35 4.04.0 5050 2.272.27 3.623.62 12.5012.50 13.0213.02 104.15 ± 1.28104.15 ± 1.28 1.21.2 Vit. D3Vit. D3 samplesample 5.23
(10.46)
5.23
(10.46)
5.42
(10.92)
5.42
(10.92)
103.58 ± 0.71
(104.38 ± 3.40)
103.58 ± 0.71
(104.38 ± 3.40)
3.33.3
1One 2.382.38 4.144.14 2.622.62 4.254.25 4.194.19 98.47 ± 0.4198.47 ± 0.41 0.40.4 1010 1.241.24 1.901.90 8.508.50 8.968.96 105.36 ± 2.56105.36 ± 2.56 2.42.4 5050 0.450.45 1.451.45 12.7512.75 13.3313.33 104.57 ± 2.89104.57 ± 2.89 2.82.8

3. 건강기능식품공전의 비타민 K1(제2법) 분석법 및 본 발명의 검출 방법을 이용할 경우 비타민 K1의 회수율 비교3. Comparison of recovery rate of vitamin K1 when using the vitamin K1 (2nd method) analysis method of the Health Functional Foods Association and the detection method of the present invention

(1)(One) 건강기능식품공전의 비타민 K1(제2법) 분석법: 고속 액체 크로마토그래프에 의한 정량법Vitamin K1 (Second Method) Analysis Method of Health Functional Foods Association: Quantitative method by high-performance liquid chromatography

1) 시약1) Reagent

용매: 메탄올, 디클로로메탄, 이소옥탄, 아세톤 및 이소프로판올(고속 액체크로마토그래프용); 컨디셔닝 용액(이소프로판올을 이소옥탄에 녹여 0.01%가 되게 함); 용출용매(이동상, 디클로로메탄과 이소프로판올을 이소옥탄에 녹여 각각 15%, 0.02%가 되게 함); 암모니아수(36%); 무수황산나트륨Solvents: methanol, dichloromethane, isooctane, acetone and isopropanol (for high-speed liquid chromatography); conditioning solution (dissolve isopropanol in isooctane to 0.01%); elution solvent (mobile phase, dissolving dichloromethane and isopropanol in isooctane to 15% and 0.02%, respectively); ammonia water (36%); Anhydrous sodium sulfate

2) 표준용액 조제2) Preparation of standard solution

비타민 K1 표준품은 transcis 이성체를 함유하므로, 각각의 이성체들을 분리하여 전체에 대한 cis형과 trans형의 피크 면적비를 구하고(불활성형 cis형을≤20% 정도 함유함), 암소에서 보관한다. 표준원액은 비타민 K1 표준품을 이소옥탄에 녹여 5μg/mL가 되게 하고, 표준용액은 상기 표준원액을 검량선을 작성할 수 있도록 이소옥탄으로 희석하여 사용하였다.Since the vitamin K1 standard contains trans and cis isomers, separate each isomer, calculate the peak area ratio of the cis and trans forms to the whole (contains about ≤20% of the inactive cis form), and store in a dark place. For the standard stock solution, the vitamin K1 standard was dissolved in isooctane to make 5 μg/mL, and the standard solution was used by diluting the standard stock solution with isooctane to prepare a calibration curve.

3) 시험용액 조제3) Preparation of test solution

비누화 및 추출: 시료 일정량(비타민 K1 3.5μg함유)을 정확히 취하여 500mL 분액여두에 넣고 암모니아수 4mL를 가한 후 60초간 흔들어 혼합하였다. 여기에 60mL의 메탄올을 가하고 30초간 혼합한 후 디클로로메탄 100mL와 이소옥탄 50mL 혼합액을 가하여 잘 흔들어 추출하였다. 층 분리 후 하층액을 1,000mL 공전플라스크에 옮기고, 다시 디클로로메탄 100mL와 이소옥탄 50mL 혼합액을 가하여 추출한 후 하층액을 합하고 이 액을 75℃이하에서 감압 농축하였다. 공전 플라스크를 아세톤 20mL로 씻고 그 액을 농축시키는 조작을 3회 반복한 후 질소 충전하여 차광한 채로 밀봉하였다.Saponification and extraction: A certain amount of sample (containing 3.5 μg of vitamin K1) was accurately taken, placed in a 500 mL separatory funnel, 4 mL of aqueous ammonia was added, and then mixed by shaking for 60 seconds. To this, 60 mL of methanol was added, mixed for 30 seconds, a mixture of 100 mL of dichloromethane and 50 mL of isooctane was added, and the mixture was shaken well for extraction. After separating the layers, the lower layer was transferred to a 1,000 mL empty flask, and a mixture of 100 mL of dichloromethane and 50 mL of isooctane was added for extraction. The empty flask was washed with 20 mL of acetone, and the operation of concentrating the solution was repeated 3 times, then filled with nitrogen and sealed while blocking light.

시험용액의 정제: 정제 칼럼에 컨디셔닝 용액 20mL를 주입하고 천천히 용출시켜 그 액을 버린 후, 잔류물을 컨디셔닝 용액 10mL로 녹이고 칼럼에 통과시켜 비타민K1을 흡착시켰다. 같은 용액으로 5mL씩 2회에 걸쳐 공전 플라스크를 씻고, 씻은 액을 칼럼에 넣은 후 컨디셔닝 용액으로 용출하여 그 액을 버린다. 이어 시료의 지방 함량에 따라 양을 달리하여 용출용매를 칼럼에 통과시켰다(시료의 지방함량이 0.72 내지 0.80g이면 100mL의 용매를, 0.72g 이하이면 예비실험을 통해 용출액의 양을 결정함). 용출액을 250mL 공전 플라스크에 받아 75℃이하에서 감압 농축하고, 이 농축액을 이소옥탄 1 내지 2mL로 몇 회 나누어 씻어 5mL로 정용하였다. 단, 정제칼럼은 60 내지 200 메쉬 실리카 5.0g(100℃오븐에서 하룻밤 동안 활성화시킴)을 정제 칼럼(1.0cm id×30cm, 유리 칼럼)에 충전하고, 그 위에 무수황산나트륨 2.0g(100℃오븐에서 하룻밤 동안 활성화시킴)을 가하였다.Purification of test solution: 20 mL of conditioning solution was injected into the purification column, eluted slowly, and the solution was discarded. The residue was dissolved with 10 mL of conditioning solution and passed through a column to adsorb vitamin K1. Wash the empty flask twice with the same solution, 5mL each, put the washed solution into the column, elute with the conditioning solution, and discard the solution. Then, the elution solvent was passed through the column in different amounts depending on the fat content of the sample (if the fat content of the sample was 0.72 to 0.80 g, 100 mL of solvent was used, and if it was 0.72 g or less, the amount of the eluent was determined through a preliminary experiment). The eluate was received in a 250 mL empty flask, and concentrated under reduced pressure at 75°C or lower, and the concentrated solution was divided several times with 1 to 2 mL of isooctane, washed several times, and adjusted to 5 mL. However, in the purification column, 5.0 g of 60 to 200 mesh silica (activated overnight in an oven at 100° C.) is charged in a purification column (1.0 cm id × 30 cm, glass column), and 2.0 g of anhydrous sodium sulfate thereon (in an oven at 100° C.) activation overnight) was added.

4) 시험조작4) Test operation

고속 액체크로마토그래프의 측정 조건:Measurement conditions of high-speed liquid chromatography:

항목Item 조건Condition 기기device Shiseido HPLC systemShiseido HPLC system 컬럼column Capcell-pak C18 UG120V (4.6 x 250 mm, 5 μm)Post column: peakman SP Zinc column (3.0 x 35 mm)Capcell-pak C18 UG120V (4.6 x 250 mm, 5 μm) Post column: peakman SP Zinc column (3.0 x 35 mm) 검출기detector FLD detector (여기파장: 243 nm, 측정파장: 430 nm)FLD detector (excitation wavelength: 243 nm, measurement wavelength: 430 nm) 이동상mobile phase 메탄올:디클로로메탄 = 9:1에 염화아연 1.37 g 과 무수초산나트륨 0.41 g, 초산 0.3 g 을 메탄올 5 mL 에 녹여 첨가In methanol:dichloromethane = 9:1, 1.37 g of zinc chloride, 0.41 g of anhydrous sodium acetate, and 0.3 g of acetic acid were dissolved in 5 mL of methanol and added. 유속flow rate 0.8 mL/min0.8 mL/min 주입량injection volume 20μL20 μL 컬럼 온도column temperature 35 ℃35 분석시간analysis time 20 mins20 mins

정량시험: 시험용액 및 표준용액을 각각 20μL씩 주입하여 얻은 표준용액의 피크면적 또는 높이에 대해 구한 검량선을 사용하여 시료 중 비타민 K1의 함량을 구한다. 비타민 K1의 함량은 각 이성체의 농도의 합으로 계산하며 옥수수유를 포함하는 조제유류는 trans-비타민 K1만을 계산한다.Quantitative test: Calculate the content of vitamin K1 in the sample using the calibration curve obtained for the peak area or height of the standard solution obtained by injecting 20 μL of each test solution and standard solution. The content of vitamin K1 is calculated as the sum of the concentrations of each isomer, and only trans-vitamin K1 is calculated for formulas containing corn oil.

계산식:formula:

Figure pat00001
Figure pat00001

(2)(2) 비타민 K 강화 제형의 회수율 평가Evaluation of recovery rate of vitamin K-fortified formulations

분석하는 비타민 K 강화 제형에 희석된 표준액 혼합물 기지량을 넣고, 이것을 검체로 하여 3농도, 3반복하여 본 발명의 시험방법을 적용하여 평가하였으며, 모든 검체는 RSD < 5% 미만으로 평가되었다.A known amount of the diluted standard solution mixture was added to the vitamin K-enhanced formulation to be analyzed, and this was evaluated by applying the test method of the present invention at 3 concentrations and 3 repetitions as a sample, and all samples were evaluated to be less than RSD < 5%.

그 결과, 기존의 건강기능식품공전 3-5 비타민 K1(제2법) 분석법을 이용한 비타민 K1 강화 제형의 회수율은 불과 약 46.5% (에멀젼), 49.0% (SLN)로, 국제규격(CODEX) 범위에 허용되는 수치(80 내지 120%)에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 반면, 본 발명의 검출 방법은 비타민 K1의 경우 그 농도(5, 10, 50 μg/L)에 따라 에멀젼에서 약 99.99 내지 100.27%로 나타났고, 비타민 K2의 경우 그 농도(5, 10, 50 μg/L)에 따라 에멀젼에서 약 99.92 내지 106.20%로 나타나, 모두 CODEX에서 지정한 범위(80 내지 120%)에 인정되는 것으로 확인되었다(표 6).As a result, the recovery rate of the vitamin K1-enhanced formulation using the existing 3-5 vitamin K1 (method 2) analysis method of the existing health functional food industry was only about 46.5% (emulsion) and 49.0% (SLN), within the international standard (CODEX) range. It was found that it did not reach the acceptable value (80 to 120%). On the other hand, the detection method of the present invention showed about 99.99 to 100.27% in the emulsion depending on the concentration (5, 10, 50 μg/L) in the case of vitamin K1, and in the case of vitamin K2, the concentration (5, 10, 50 μg) /L) in the emulsion according to the appearance of about 99.92 to 106.20%, it was confirmed that all were accepted in the range (80 to 120%) specified by CODEX (Table 6).

SampleSample AnalyteAnalyte 건강기능식품공전상 분석법Health functional food industry standard analysis method Recovery (%)Recovery (%) RSD (%)RSD (%) EmulsionEmulsion Vit K1Vit K1 46.47 ± 0.3146.47 ± 0.31 0.660.66 Vit K2Vit K2 분석법 없음no method SLNSLN Vit K1Vit K1 49.00 ± 1.3949.00 ± 1.39 4.784.78 Vit K2Vit K2 분석법 없음no method

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention, rather than the above detailed description, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later and their equivalents.

Claims (7)

(a) 시료에 추출용매를 첨가하고 교반하여 추출액을 얻는 단계;
(b) 상기 추출액을 분산 고체상 추출법(dispersive solid phase extraction, d-SPE)을 수행하여 정제하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에 의해 정제된 추출액에서 비타민 K 및 비타민 D를 액체 크로마토그래피-대기압 화학이온화 질량분석(liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS)으로 분석하는 단계를 포함하는, 시료 내 비타민 K 및 비타민 D의 동시 검출 방법.
(a) adding an extraction solvent to the sample and stirring to obtain an extract;
(b) purifying the extract by performing dispersive solid phase extraction (d-SPE);
(c) Analysis of vitamin K and vitamin D in the extract purified by step (b) by liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-tandem mass spectrometry, LC-APCI-MS A method for simultaneous detection of vitamin K and vitamin D in a sample, comprising the step of:
제1항에 있어서, 상기 추출용매는 아세토니트릴인 것을 특징으로 하는, 검출 방법.The method of claim 1, wherein the extraction solvent is acetonitrile. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 황산마그네슘(MgSO4) 및 NaCl을 첨가하고 원심분리하는 과정을 포함하는 것인, 검출 방법.The method of claim 1 , wherein step (a) includes adding magnesium sulfate (MgSO 4 ) and NaCl and centrifuging. 제3항에 있어서, 상기 황산마그네슘은 시료 대비 30% 내지 35%의 농도로 포함되고, NaCl은 시료 대비 5% 내지 10% 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는, 검출 방법.The method according to claim 3, wherein the magnesium sulfate is contained in a concentration of 30% to 35% of the sample, and NaCl is contained in a concentration of 5% to 10% compared to the sample. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는 황산마그네슘(MgSO4) 및 PSA(primary secondary amine)을 첨가하고 원심분리하는 과정을 포함하는 것인, 검출 방법. The method of claim 1 , wherein step (b) includes adding magnesium sulfate (MgSO 4 ) and primary secondary amine (PSA) and centrifuging. 제5항에 있어서, 상기 황산마그네슘은 시료 대비 10% 내지 20% 농도로 포함되고, PSA는 시료 대비 1% 내지 4% 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는, 검출 방법. The method of claim 5 , wherein the magnesium sulfate is contained in a concentration of 10% to 20% relative to the sample, and PSA is contained in a concentration of 1% to 4% relative to the sample. 제1항에 있어서, 상기 비타민 K는 비타민 K1 및/또는 비타민 K2, 상기 비타민 D는 비타민 D2 및/또는 비타민 D3인 것인, 검출 방법.The method according to claim 1, wherein the vitamin K is vitamin K1 and/or vitamin K2, and the vitamin D is vitamin D2 and/or vitamin D3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114778719A (en) * 2022-03-29 2022-07-22 天津国科医工科技发展有限公司 Electrospray ionization source-based liquid chromatography tandem mass spectrometry detection method for vitamin K1

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