在液相色譜的分析方法中,所用溶劑(特別是水)的純度,對(duì)于無干擾和可重復(fù)的分析以及分析靈敏度,是一個(gè)決定性的因素,特別是在痕量分析的應(yīng)用中。
應(yīng)用說明研究了采用不同來源的超純水作為洗脫液,進(jìn)行多項(xiàng)高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器(HPLC-DAD)和質(zhì)譜(MS)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),從而證實(shí)了
在香精香料工業(yè)中,許多產(chǎn)品基于天然原料,在此類原材料的研發(fā)和質(zhì)控中都會(huì)使用到常規(guī)分析,例如使用HPLC-DAD在各種樣品中進(jìn)行香草醛定量,運(yùn)用液相色譜(LC)系統(tǒng)并與高分辨率飛行時(shí)間(TOF)-MS儀器結(jié)合鑒定原始提取物和天然產(chǎn)品中部分未知物質(zhì)的篩選方法。
為了避免高背景噪聲,可購買獲得經(jīng)過特殊處理和過濾純化的不同等級(jí)(HPLC和LC–MS級(jí))的超純水或者采用經(jīng)超純水系統(tǒng)純化的水,例如
生產(chǎn)超純水時(shí),可將Arium® Mini Plus(圖1)直接連接到自來水供水源上,然后經(jīng)過兩個(gè)階段流程對(duì)自來水進(jìn)行純化。在第一階段中,該系統(tǒng)的隔膜泵使原水從系統(tǒng)入口流過預(yù)處理柱和RO模塊從而生產(chǎn)純水,即反滲透水(RO水)并儲(chǔ)存在水袋中。在第二階段中用另一個(gè)泵將純水從水袋中輸送至純化柱,以便制備超純水。在純化期間,電導(dǎo)率儀持續(xù)監(jiān)測(cè)超純水的水質(zhì),以保持0.055μS/cm的電導(dǎo)率(對(duì)應(yīng) 18.2 MΩ x cm的電阻率),最終使用終端除菌過濾器分配超純水。該過程如圖 1 的示意圖所示。
方法:
- 將不同水源分別在標(biāo)準(zhǔn)流速且不添加改性劑( 如甲酸或緩沖液)的條件下通過RP-C18柱,HPLC–DAD法采用時(shí)長(zhǎng) 40 分鐘,LC–MS法采用時(shí)長(zhǎng) 16 分鐘。
- 通過 100 %水至 100 %乙腈來梯度洗脫潛在的污染物。在每次運(yùn)行結(jié)束時(shí),用相應(yīng)水源對(duì)色譜柱進(jìn)行再生。
- 在兩種不同的系統(tǒng)上執(zhí)行這一步驟:HPLC-DAD和LC-TOF-MS,設(shè)備參數(shù)見表1。
表1
結(jié)果
UV和MS檢測(cè)的背景信號(hào)
圖 2 所示為在HPLC–DAD系統(tǒng)(系統(tǒng)1)上進(jìn)行試運(yùn)行獲得的色譜圖。在上圖(圖2A)中,疊加三個(gè)超純水樣品的色譜圖,并標(biāo)出梯度曲線。在色譜圖上,三種水源均呈現(xiàn)出積累在分離柱上的相似污染物。在灰色部分(45 - 53 min;查看圖 2B 中的放大視圖)中,峰輪廓略有不同。在此處,Arium® Mini Plus水和水B的輪廓相似,而在水A中,檢測(cè)到了在其它色譜圖中無法觀察到的污染物。該積累實(shí)驗(yàn)得出可重復(fù)的結(jié)果(n = 5)。
圖2
圖4所示為用高分辨率TOF-MS系統(tǒng)執(zhí)行各種超純水樣品的污染物在RP-C18分離柱上的積累,在正模式(ESI+)的電噴霧電離后,在峰輪廓間幾乎看不到任何差異(未顯示數(shù)據(jù))。相比之下,在ESI-模式下獲得的峰輪廓中可以看到差異。
因此,Arium® Mini Plus水的色譜圖在 22 - 25 min范圍內(nèi),與市售品牌的瓶裝水相比,污染物峰更少。
圖4
圖5所示為使用注射泵將特定水樣直接注入TOF-MS系統(tǒng)后在ESI模式下獲得的色譜圖示例。通過比較,LC–MS級(jí)水B和Arium® Mini Plus系統(tǒng)的水顯示潛在干擾離子的信號(hào)較少,而LC-MS級(jí)水A產(chǎn)生的信號(hào)要多得多。在ESI+模式(未顯示數(shù)據(jù))下也可以觀察到這種情況,并且支持在評(píng)估圖 4 所繪色譜圖中所做的觀察。
圖5
常規(guī)分析中水源的比較
為檢測(cè)常規(guī)分析中不同超純水源的可用性,可將這些水源分別用作樣品色譜運(yùn)行中的溶劑。
香草精中香草醛的定量
在用甲醇(約1:1,000)稀釋后,通過系統(tǒng)1將三種不同水源分別作為洗脫液的組分來分析香草精。
當(dāng)注射溶液的香草醛濃度約為 4 μg/mL時(shí),得到的色譜圖(圖6A)幾乎是一致的,且香草醛的峰面積完全沒有差異。
但是,如果香草醛的濃度在檢測(cè)限(9 ng/mL)范圍內(nèi),水純度確實(shí)起產(chǎn)生影響,背景信號(hào)存在顯著差異(圖6B)。鑒于香草醛峰的基線曲線和信噪比(S/N),Arium® Mini Plus水和LC-MS級(jí)水B相似,而LC-MS級(jí)水A的色譜圖顯示具有更高的基線和更多的潛在干擾峰值。
圖6
使用LC-TOF-MS篩選橙油
通過定性篩選法使用高分辨率LC-TOF-MS(系統(tǒng)2)檢測(cè)三種水源,以鑒定混合物中的各種化合物。
使用特定類型的橙油作為樣品材料。圖 7 顯示了色譜圖。觀察到在峰高、面積、保留時(shí)間和分離方面具有相似的性能。同樣,鑒于基線曲線和信噪比,幾乎看不到任何差異(見圖 7,放大視圖)。
圖7
討論
根據(jù)所開展的實(shí)驗(yàn),可以看出
Arium® Mini Plus超純水非常適合色譜法和質(zhì)譜(MS)的應(yīng)用。
與市售瓶裝超純水不同的是,超純水系統(tǒng)能夠新鮮純化所需數(shù)量的水,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)角度看,這一功能是購買瓶裝超純水的良好替代方案。新鮮純化還可防止水長(zhǎng)時(shí)間存放在打開的瓶子中,因?yàn)榇鎯?chǔ)在打開瓶子中的水會(huì)因吸收實(shí)驗(yàn)室空氣和溶解空氣中的二氧化碳或其它污染物而受到污染。
此外,如果瓶裝水存放較長(zhǎng)時(shí)間,例如,Na離子會(huì)從玻璃瓶溶出,進(jìn)而導(dǎo)致LC-MS系統(tǒng)的電離過程中形成更多的加合物。因此,用于評(píng)估(通常為[M+H]+或[M-H]-)離子的離子產(chǎn)率較低,會(huì)對(duì)方法的靈敏度產(chǎn)生負(fù)面影響。
在不同色譜技術(shù)中,用
Arium® Pro系統(tǒng)制備的新鮮超純水具有高適應(yīng)性,并且在多樣化的應(yīng)用中,這些技術(shù)的使用日益增加,對(duì)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室超純水系統(tǒng)的接受度和普遍度大為有益。
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