色谱校正曲线法

使用超高效合相色谱(UPC2)分析短杆菌肽 Sean M. McCarthy, Andrew J. Aubin, 和 Michael D. Jones 沃特世公司(美国马萨诸塞州米尔福德) 应用效益 ■ 快速分离短杆菌肽 ■ 载量线性响应 ■ 准确、高精度分析短杆菌肽的方法 ■ 有可能用于其它疏水性肽和蛋白质 沃特世解决方案 ACQUITY UPC2系统 ACQUITY® SQD ACQUITY UPC2 CSH氟苯基色谱柱 Empower&trade 3软件 关键词 超高效合相色谱、UPC2、疏水性肽、短杆菌肽 简介 用反相液相色谱(RPLC)分析疏水性肽和蛋白质难度很大，因为溶液中经常需要使用洗涤剂保持疏水性物质的稳定性，而这些洗涤剂容易发生聚集和/或沉淀，严重影响它们的回收，这些因素以及其它原因使得难以用RPLC分离疏水性肽和蛋白质。 在本应用纪要中，我们为您介绍一种在ACQUITY UPC2TM系统上使用沃特世(Waters® )超高效合相色谱技术分离典型跨膜肽-短杆菌肽的方法。 短杆菌肽是由芽孢杆菌产生的一种常见和已被良好表征的跨膜肽物质，它被用作对抗革兰氏阳性和某些革兰氏阴性细菌的局部用抗生素，短杆菌肽包括通用组成为甲酰-L-缬氨酸-甘氨酸-L-丙氨酸-D-亮氨酸-L-丙氨酸-D-缬氨酸-L-缬氨酸-D-缬氨酸-L-色氨酸-D-亮氨酸-L-X-D-亮氨酸-L-色氨酸-D-亮氨酸-L-色氨酸-氨基乙醇的一族化合物，其中X取决于短杆菌肽分子，即分别占总短杆菌肽量约87.5%、7.1%和5.1%的革兰氏A(X=色氨酸)、革兰氏B(X=苯丙氨酸)和革兰氏C(X=酪氨酸)，1需要交替的D和L氨基酸单元构成_-螺旋状。 我们研究了色谱柱化学品、流动相改性剂和梯度斜率对分离短杆菌肽的影响。采用优化方法分离市场上销售的非处方药物(OTC)，将测定的短杆菌肽浓度与标示量进行对比。采用质谱仪测定短杆菌肽的浓度，采用选择离子谱表征每种物质。在ACQUITY UPC2系统上使用我们的方法，可得到线性和可重复的结果&mdash &mdash 测定的OTC制剂浓度为标示量的98.4%。 试验 测试条件 除非另有说明，以下是用于所有色谱最终方法的最佳条件。 UPC2测试条件 UPC2系统: ACQUITY UPC2 检测器： PDA、ACQUITY SQD PDA @ 280nm,分辨率为6 nm(补偿400至500 nm) 色谱柱： ACQUITY UPC2 CSH 氟苯基,3.0 x 100 mm, 1.7 &mu m 柱温： 50 ° C 样品温度： 15 ° C UPC2 ABPR: 1885 psi 进样量： 1 &mu L 流速： 2.0 mL/min 流动相A： CO2 流动相B： 含0.1%TFA的甲醇(除非另有标示) 梯度： 20%至30% B，1.5min SQD条件 离子源： ES+ 锥孔电压： 20 V 毛细管电压：3.7kV 源温度： 150 ° C 脱溶剂气温度： 500 ° C 脱溶剂气体流速： 400 L/hr 锥孔气体流速： 25 L/hr SIR: 922.6,930.3,941.9 数据管理 Empower 3软件 样品描述 用解硫胺素芽孢杆菌(短芽孢杆菌)制备的短杆菌肽从Sigma Aldrich公司购买，将样品溶解在甲醇中制成0.5mg/mL浓度的溶液，如需要，可用甲醇稀释。含有短杆菌肽的非处方软膏是从当地药店购买的。将0.2g软膏溶解在10mL正己烷中，然后用5mL甲醇萃取短杆菌肽，去除甲醇层，用0.2-&mu m的烧结玻璃盘过滤，然后直接进样ACQUITY UPC2系统。 结果与讨论 我们系统性地筛选了四种色谱柱，测定哪种分离效果最佳，结果如图1所示，色谱柱筛选过程可在1小时内非常快速地完成。在我们设定的筛选条件下，BEH 2-EP和BEH色谱柱未检测到谱峰，由于其它色谱柱表现出合适的色谱性能，因而未对这两者的非洗脱原因深入研究，其中ACQUITY UPC2 CSH氟苯基色谱柱检测的色谱峰形最佳，因此采用该色谱柱继续研究。 图1.通过短杆菌肽标准物的色谱峰形和保留时间筛选各种化学特性色谱柱。所有色谱柱规格为3.0x100mm，填装亚-2-微米填料；所有分离条件都采用流动相 A：CO2、流动相 B、含0.1% FA的MeOH、2 mL/min, 3%B至25% B，5min。 为了分离短杆菌肽物质，对酸性改性剂的影响进行了研究，结果表明：使用三氟乙酸(TFA)可得到稍好的峰形，提高了短杆菌肽A和短杆菌肽C之间的分离度，结果如图2所示。已知TFA会抑制质谱电离，但每种物质的信号都足以定量检测治疗制剂，后续将对此进行讨论。对于要求更高灵敏度的应用，可能需要降低TFA浓度或使用甲酸，以达到希望的检测限值。 图2.酸性改性剂对分离短杆菌肽的影响。 当设置好合适色谱条件后，通过减少梯度时间优化分离过程，结果如图3所示，我们能够在1.5分钟时间内使每种短杆菌肽组分的分离度达到1.4或更高，在相同流速下通过减少运行时间增加梯度斜率，不但实现有效分离，同时还将短杆菌肽A的信噪比从336提高至605。 图3.UV 280-nm痕量检测优化分离短杆菌肽A、B和C。 我们测试了最佳分离条件，能够使用单四极杆质谱(SQD)检测每种物质，图4显示：每种物质都被质谱良好分离和检测到，另外每种短杆菌肽物质都显示含有绝大多数的M+2H离子，后续的研究将使用这些参数进行选择离子监测。 图4：每种短杆菌肽物质的总离子图谱-A和加合离子图谱-B-D。选择强度最高的离子评估市场上销售的抗菌制剂中的短杆菌肽含量，对于多肽序列，红色残基是L型同分异构体，黑色残基是D型同分异构体。 为了评估我们的方法是否适用于定量分析市场上销售的非处方药中的短杆菌肽，我们在ACQUITY SQD上使用选择离子监测，结果如图5A所示。我们绘制浓度-峰面积曲线，得到每种物质的校正曲线。结果发现：如图5B-D所示，每种成分在测试范围内都呈线性响应。另外还使用校正曲线测定了非处方药物中的每种短杆菌肽物质浓度。 图5，图A-25.0、12.5、1.25和0.625mg/mL浓度的标准溶液中含有短杆菌肽物质的叠加选择离子谱。图B、C和D-每种短杆菌肽A、B和C各自的MS峰面积线性拟合图。 使用开发的方法评估非处方药物中的短杆菌肽物质的浓度和相对丰度。如图6所示，重复分析结果表明：每种短杆菌肽%RSD值小，计算浓度与标签上的标称值相吻合；我们还发现短杆菌肽物质的相对丰度与文献报道的丰度非常吻合1。 图6. 从抗菌软膏中萃取的短杆菌肽A、B和C的叠加选择离子谱重复进样分析的计算RSD值(N=3)在可接受限值以内，计算丰度与文献报道数值非常吻合1。 结论 正如本应用纪要所展示的，ACQUITY UPC2系统与ACQUITYUPC2色谱柱化学结合使用，可为短杆菌肽提供简单、准确和可重现的分析方法。该工作表明ACQUITY UPC2系统可用于分析疏水性肽，还可能用于分析疏水性蛋白质，例如膜蛋白。 参考文献 1. The Merck Index and Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals.13th ed. Whitehouse Station, NJ : Merck Research Laboratories 2001. 关于沃特世公司 (www.waters.com) 50多年来，沃特世公司(NYSE:WAT)通过提供实用和可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。 2010年沃特世拥有16.4亿美元的收入和5,400名员工，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 联系人： 叶晓晨 沃特世科技（上海）有限公司 市场服务部 xiao_chen_ye@waters.com 周瑞琳(GraceChow) 泰信策略(PMC) 020-83569288 13602845427 grace.chow@pmc.com.cn

方法优势 ■ 筛选海产品中的多环芳烃（PAHs）用时不到4分钟 ■ 通过更快、更简单的样品制备取得准确的结果 ■ 通过使用荧光检测进行选择性测定 沃特世解决方案 配有荧光检测器的ACQUITY UPLC@ H-Class系统 DisQuETM基质分散样品制备试剂盒 Empower&trade 2软件 关键词 多环芳烃，PAHs，QuEChERS，荧光检测，食品安全 目的 证实DisQuE基质分散样品制备试剂盒和UPLC® -FLR的组 合能够提供一种适合海产品中PAHs检测的快速筛选工具。 引言 以往重大漏油事件，如：1989年瓦尔迪兹号（ExxonValdez）漏油和2010年4月墨西哥湾漏油事件，已经引起人们对出自这些地区的海产食品质量的担忧。鱼、甲壳类动物以及软体动物可能会接触或摄食石油，从而给消费者带来潜在的健康风险。在石油中发现的多种化合物中，一组重要的化合物是多环芳烃（PAHs）。美国环境保护局（US EPA）已经将这些化合物确定为重点污染物1。美国食品药品管理局（US FDA）还确定了多个方面的问题，包括鱼类中苯并（a）芘的含量达3.5 x 10-2mg/kg，牡蛎中菲和蒽的总含量达2.0 x 103mg/kg。2如果PAHs的含量达到关注水平的一半，则必须进行确证实验分析2。为避免食用受污染的海产食品并尽可能减小对海产食品业的影响，需要采用一种快速筛选法对这些令人担忧的化合物进行分析。我们在这里证明了通过使用. DisQuE基质分散样品制备试剂盒（QuEChERS）进行简单萃 取后，配有荧光检测器的ACQUITY UPLC H-Class系统可用不 到4分钟的时间完成一次PAHs分析。 试验 LC条件 系统： 带大容量流动池（LV FC）的ACQUIT Y UP LC H-Class 色谱柱： PAH 4.6 x 50 mm，3&mu m 柱温： 35℃ 进样量： 10&mu L 采样率： 20点/秒 检测： 采用程序定时控制荧光检测波长变化 软件： Empower 2 流动相A： Milli-Q 水 流动相B： 甲醇，Fisher最优级 流动相C： 乙腈，Fisher最优级 标准品： PAH认证标准，AccuStandard M 8310 流速： 2.0 mL/min 梯度程序： 时间 流速 %A %B %C 梯度线型 （ 分钟） （mL/min） 0.00 2.0 30 70 0 2.25 2.0 0 70 30 6 3.50 2.0 0 0 100 6 3.60 2.0 30 70 0 6 样本制备 用食品加工机按Ramalhosa等人3描述的方法对鱼肉块（比目鱼）、带壳虾以及带水的去壳牡蛎分别进行均质化处理。每个样品取15g均质后的组织到离心管中，按三种不同水平加入认证的PAH标准溶液。向鱼和虾样品中加入5ml水来帮助混合，牡蛎不需要另外加水。加标后的各种样品彻底混合，并允许在室温下放一个小时。向每个离心试管中加入DisQuE管（P/N 186004571）的试剂，即6 g硫化镁 + 1.5 g醋酸钠以及15 mL乙腈。用力摇动试管至少1分钟，从而形成海产食品组织、缓冲盐和乙腈的一种乳浊液。这次还按照Ramalhosa3的程序进行，因为既未向乙腈中加入醋酸，也没有执行二次PSA清洗步骤。我们试验室的初期工作证明，对于带荧光检测器的液相色谱法分析不必采取PSA步骤（数据未公布）。按3000 rpm的转数离心5分钟后，一部分乙腈浮层被转移至一个自动取样管进行进样。1&mu g/g和10&mu g/g浓度的加标样品分别用1:10和1:100的乙腈稀释。用6-点线性校正曲线对样品进行定量。标准曲线是用乙腈稀释认证的标准品来绘制的。 结果和讨论 分散样品制备通常也称为QuEChERS，是用于食品中农药分析的一种行之有效和快速的样品制备方法4。就在最近，该方法已被用来从食品基质中萃取其他污染物，包括多环芳烃3。 利用ACQUITY UPLC H-Class系统，在短短的3.5分钟内就将被US EPA列为重点污染物的15种荧光PAHs分离出来了。分析物的分离如图2所示，箭头所指向的是程序定时控制波长的变化。 图3所示为以10&mu g/g的浓度加标的虾、鱼和牡蛎基质的色谱图实例。如图3D中所示，同样通过样品制备程序制备出的空白水样显示了非常清晰的色谱图。本样品制备程序中使用的未加标型海产食品基质的实例同样未见基质干扰，如图4所示。 各样品按照每一种分析物的6-点校正曲线进行定量。苯并(a)芘的示范校正曲线如图5所示。所有分析物的线性系数（R2） 0.995。通过Waters DisQuE基质分散样品制备试剂盒，从三种不同的海产品基质中提取多环芳烃。虾、鱼和牡蛎的回收率和RSD百分比如表1～表3所示。回收率范围为68%～149%。表4中列出了一系列QC水样加标的回收率，按所列水平浓缩，并贯穿于前述样品制备过程。这些结果对于所有化合物在每一种添加水平下都非常好，除了水中的苊的最低添加水平外（5 ng/g）。在该低水平上，由于峰面积小而且基线倾斜导致苊的检测结果变化波动很大，所以只能在这个水平以上检出。表5 是根据7份各种海产品基质按5 ng/g的浓度加标后估算出的检测限，计算依据为US EPA 40 CFR，附录B至第136部 分，修订号1.15.应用说明证实了DisQuE基质分散样品制备试剂盒和液相荧光色谱法的组合能够提供一种适合海产品中PAH检测的快速筛选工具。 ■ 分散样品制备提供了从不同海产品基质中提取多环芳烃的快速有效的方法。 ■ 实践证明，该方法比其他样品制备技术更有优势，因为通过很少的样品制备和较短的时间就能够得到准确 的结果3。 表5 加标型虾、鱼和牡蛎的检测限（LOD），根据每种海产品基质在5 ng/g浓度下个7个单标的检测结果计算出标准方差，计算依据为US EPA 40 CFR，附录B至第136部分，修订号1.1. ■ 鉴于样品制备的时间缩短了，快速色谱分离对于通过该方法来分析样品、标准和相关QC样品十分重要。 ■ ACQUITY H-Class系统的分离时间还不到4分钟，能够满足方法要求。 ■ 本解决方案可帮助实验室筛选海产食品中的PAHs，并能经济、及时地给出结果；这样，消费者就可对这些产品的安全性感到放心。 参考文献 [1] USEPA Method 8310 &ldquo PolyNuclear Aromatic Hydrocarbons &ldquo 修订号 0，1986年9月。 [2] Gratz et. al., &ldquo SCREEN FOR THE PRESENCE OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN SELECT SEAFOODS USING LCFLUORESCENCE&rdquo , USFDA Laboratory Information Bulletin, 页：2010年7月29日 [3] Ramalhosa等人，&ldquo Journal of Separation Science&rdquo ，2009， 32，页码： 3529-3538. [4] Anastassiades等人，Journal of the AOAC Int，2003，86， 页码： 412. [5] EPA 40 CFR，第136部分之附录B，修订号：1.1 页码 566.

2017年5月20日，由中国化学会主办，中国科学院兰州化学物理研究所、中国化学会色谱专业委员会、中国分析测试协会色谱专业委员会承办的“第21届全国色谱学术报告会及仪器展览会”(以下简称：第21届全国色谱会)在甘肃国际会议中心拉开帷幕。 依托第21届全国色谱会这一平台，国内外近50家色谱技术生产厂商齐聚兰州，带来前沿技术应用与最新产品。本次展会上，青岛普仁仪器作为业内领先的离子色谱制造商携最新产品PIC-60型双系统便携式离子色谱仪，PIC-80型双系统全自动离子色谱仪及PAS-III型自动进样器精彩亮相。普仁PIC系列离子色谱仪创新的设计工艺，便捷的操作界面，得到与会色谱专家的一致肯定，很多代理商及用户驻足展台洽谈咨询。 PIC-60型双系统便携式离子色谱仪：全球较小的，唯一的双系统便携式离子色谱仪，可广泛应用于石油、环境、海洋、公安等应急检测系统。可实现现场样品阴阳离子同时快速检测。超轻巧便携式设计，体积小，重量轻，携带方便，实验室、户外、现场灵活使用。创新袋式淋洗液储存方式，水电分离，安全可靠。电池超强续航，海量数据存储，无线Wifi接入，数据下载方便快捷。 PIC-80型双系统全自动离子色谱仪：一体化外观设计，7寸高亮LCD触摸屏，可同时检测阴离子和阳离子。内置的自动配样器，可实现标样自动配置。配合内置的色谱工作站软件，自动制作校正曲线，并用于未知样品的分析。内置稀释器，针对高浓度样品，可手工或自动选择稀释倍数进行稀释。全塑非金属流路，模块化设计，多种功能个性化定制。与自动进样器配合，可实现数据的批量处理，自动生成word或excel等格式报表，供用户浏览打印。 PAS-III型自动进样器：ＸＹＺ三轴联动，120位样品数量；4.3寸高亮触控LCD；进样器、稀释器、配样器三功能合一，工作效率更高；具备触控模式和联机模式两种使用模式，可以双模式切换；具备洗针功能，独立洗针位，浸润式洗针方式，快速、高效；可设定开机密码，方便实验人员管理仪器；双样品盘，一边在使用时，另外一边可以制备样品；封闭式工作状态，更有利于实验人员健康。 普仁将携手色谱专家与新老用户，共同谱写国产离子色谱仪的辉煌新篇章。