Электрофоретическое определение углеводов в объектах природного происхождения методом косвенного детектирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложены варианты электрофоретического определения нейтральных углеводов методом косвенного детектирования с использованием в качестве поглощающих добавок (ПД) акридонуксусной и фолиевой кислот. Изучено влияние природы и концентрации ПД, щелочи, а также различных модификаторов (цетилтриметиламмоний бромида, ЦТАБ) и ионных жидкостей (1-додецил-3-метилимидазолий хлорида и 1-гексадецил-3-метилимидазолий хлорида) на электрофоретические параметры миграции аналитов. Наименьшие значения пределов обнаружения углеводов достигнуты в фоновом электролите, содержащем 2.5 мМ акридонуксусной кислоты, 75 мМ KOH, 0.5 мМ ЦТАБ, 5 об. % MeOH, и составили 4−10 мкг/мл при эффективности до 350 тыс. т.т. В найденных условиях проведен анализ образцов гречишного меда и плазмы крови человека. Установлено, что при анализе продуктов питания предпочтительнее использовать в качестве ПД фолиевую кислоту, поскольку она обеспечивает наибольшую селективность разделения углеводов: для пары сукралоза−сахароза фактор разрешения составляет 7.6.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Колобова

Санкт-Петербургский государственный университет; Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова МЧС России

Email: malushevskaa@gmail.com
Россия, 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский просп., 26; 194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 4/2

А. В. Малюшевская

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: malushevskaa@gmail.com
Россия, 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский просп., 26

Л. А. Карцова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: malushevskaa@gmail.com
Россия, 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский просп., 26

Список литературы

  1. Chen Y.F., Li M.Y., Wang S.R., Peng, H.J., Reid S., Ni N.T., Fang H., Xu W.F. Carbohydrate biomarkers for future disease detection and treatment // Sci. China Chem. 2010. V. 53. № . 1. P. 3. doi: 10.1007/s11426-010-0021-3
  2. Kiely L.J., Hickey R.M. Characterization and analysis of food-sourced carbohydrates / Glycosylation / Ed. Davey G.P. New York: Humana New York, 2022. P. 67. doi: 10.1007/978-1-0716-1685-7-4
  3. Nagy G., Peng T., Pohl N.L.B. Recent liquid chromatographic approaches and developments for the separation and purification of carbohydrates // Anal. Methods. 2017. V. 9. № 24. P. 3579. doi: 10.1039/c7ay01094j
  4. Карцовa Л.А., Малюшевская А.В., Колобова Е.А. Аналитические возможности определения углеводов хроматографическими и электрофоретическими методами // Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 2. С. 108. doi: 10.31857/S0044450223020044 (Kartsova L.A., Maliushevska A.V., Kolobova E.A. Analytical capabilities of the determination of carbohydrates by chromatographic and electrophoretic methods // J. Anal. Chem. 2023. V. 78. № 2. P. 156. doi: 10.1134/S1061934823020041)
  5. Rovio S., Yli-Kauhaluoma J., Sirén H. Determination of neutral carbohydrates by CZE with direct UV detection // Electrophoresis. 2007. V. 28. № 17. P. 3129. doi: 10.1002/elps.200600783
  6. Алексеева А.В., Карцова Л.А., Казачищева Н.В. Определение сахаров методом лигандообменного капиллярного электрофореза // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. № 2. P. 205. (Alekseeva A.V., Kartsova L.A., Kazachishcheva N.V. Determination of sugars using ligand-exchange capillary electrophoresis // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. № 2. P. 202. doi: 10.1134/S1061934810020176)
  7. Schwaiger H., Oefne P.J., Huber C., Grill E., Bonn G.K. Capillary zone electrophoresis and micellar electrokinetic chromatography of 4-aminobenzonitrile carbohydrate derivatives // Electrophoresis. 1994. V. 15. № 7. P. 941. doi: 10.1002/ELPS.11501501138
  8. Taga A., Suzuki S., Honda S. Capillary electrophore- tic analysis of carbohydrates derivatized by in-capillary condensation with 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone // J. Chromatogr. A. 2001. V. 911. № 2. P. 259. doi: 10.1016/S0021-9673(01)00516-7
  9. Soga T., Ross G.A. Simultaneous determination of inorganic anions, organic acids, amino acids and carbohydrates by capillary electrophoresis // J. Chromatogr. A. 1999. V. 837. № 1–2. P. 231. doi: 10.1016/S0021-9673(99)00092-8
  10. Vaher M., Koel M., Kazarjan J., Kaljurand M. Capillary electrophoretic analysis of neutral carbohydrates using ionic liquids as background electrolytes // Electrophoresis. 2011. V. 32. № 9. P. 1068. doi: 10.1002/elps.201000575
  11. Jiang T.F., Chong L., Yue M.E., Wang Y.H., Lv Z.H. Separation and determination of carbohydrates in food samples by capillary electrophoresis using dynamically coating the capillary with indirect UV detection // Food Anal. Methods. 2015. V. 8. № 10. P. 2588. doi: 10.1007/s12161-015-0157-z
  12. Jager A.V., Tonin F.G., Tavares M.F.M. Comparative evaluation of extraction procedures and method validation for determination of carbohydrates in cereals and dairy products by capillary electrophoresis // J. Sep. Sci. 2007. V. 30. P. 586. doi: 10.1002/jssc.200600370
  13. Dominguez M.A., Jacksén J., Emmer A., Centurión M.E. Capillary electrophoresis method for the simultaneous determination of carbohydrates and proline in honey samples // Microchem. J. 2016. V. 129. P. 1. doi: 10.1016/j.microc.2016.05.017
  14. Warren C.R., Adams M.A. Capillary electrophoresis for the determination of major amino acids and sugars in foliage: Application to the nitrogen nutrition of sclerophyllous species // J. Exp. Bot. 2000. V. 51. № 347. P. 1147. doi: 10.1093/JEXBOT/51.347.1147
  15. Xu X., Kok W.T., Poppe H. Sensitive determination of sugars by capillary zone electrophoresis with indirect UV detection under highly alkaline conditions // J. Chromatogr. A. 1995. V. 716. № 1–2. P. 231. doi: 10.1016/0021-9673(95)00552-X
  16. Lu B., Westerlund D. Indirect UV detection of carbohydrates in capillary zone electrophoresis by using tryptophan as a marker // Electrophoresis. 1996. V. 17. № 2. P. 325. doi: 10.1002/ELPS.1150170207
  17. Gürel A., Hızal J., Öztekin N., Erim F.B. CE determination of carbohydrates using a dipeptide as separation electrolyte // Chromatographia. 2006. V. 64. № 5–6. P. 321. doi: 10.1365/s10337-006-0032-6
  18. Mikkers F.E.P., Everaerts F.M., Verheggen T.P.E.M. Concentration distribution in zone electrophoresis // J. Chromatogr. A. 1979. V. 169. P. 1. doi: 10.1016/0021-9673(75)85028-X
  19. Shamsi Sh.A. Indirect detection methods in capillary electrophoresis / Encyclopedia of Analytical Chemistry: Applications, Theory and Instrumentation Electronic. Absorption and Luminescence / Ed. Meyers R.A. Hoboken: John Wiley & Sons, 2006. P. 1. doi: 10.1002/9780470027318.a5404
  20. Li W., Zhang M., Zhang J., Han Y. Self-assembly of cetyl trimethylammonium bromide in ethanol-water mixtures // Front. Chem. China. 2006. V. 1. P. 438. doi: 10.1007/s11458-006-0069-y
  21. Kolobova E., Kartsova L., Kravchenko A., Bessonova E. Imidazolium ionic liquids as dynamiс and covalent modifiers of electrophoretic systems for determination of catecholamines // Talanta. 2018. V. 188. P. 183. doi: 10.1016/j.talanta.2018.05.057
  22. Blesic M., Marques M.H., Plechkova N.V., Seddon K.R., Rebelo L.P.N., Lopes A. Self-aggregation of ionic liquids: micelle formation in aqueous solution // Green Chem. 2007. V. 9. P. 481. doi: 10.1039/b615406a
  23. Kaper H., Smarsly B. Templating and phase behaviour of the long chain ionic liquid C16MImCl // Z. Phys. Chem. 2006. V. 220. P. 1455. doi: 10.1524/zpch.2006.220.10.1455

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Электрофореграммы модельной смеси нейтральных углеводов. Условия: система капиллярного электрофореза Капель-105М; капилляр 60×50 см, 50 мкм; фоновый электролит: 75 мМ NaOH, 0.5 мМ цетилтриметиламмоний бромид, 2.5 мМ поглощающая добавка: (а) микофеноловая кислота; (б) фолиевая кислота; (в) 4-аминосалициловая кислота; (г) акридонуксусная кислота; (д) бензойная кислота; (е) никотиновая кислота. U = –20 кВ, 20 оC. Длина волны при максимальном поглощении (см. табл. 1), ввод пробы: 2с × 30 мбар. Аналиты: модельный раствор углеводов (250 мкг/мл) 1 – фруктоза, 2 – глюкоза, 3 – мальтоза, 4 – лактулоза, 5 – лактоза, 6 – сукралоза, 7 – сахароза.

Скачать (24KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости факторов разрешения от состава фонового электролита. Условия: ФЭ: а) 2.5 мМ АУК, 75 мМ NaOH, 0.25–1.0 мМ ЦТАБ; б) 0–10 мМ АУК, 75 мМ NaOH, 0.5 мМ ЦТАБ; в) 2.5 мМ АУК, 50–100 мМ NaOH, 0.5 мМ ЦТАБ; λ=240 нм, ввод пробы: 2с×30 мбар, U= –20 кВ, Т = 20 оС.

Скачать (44KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Факторы разрешения (Rs) углеводов при использовании фоновых электролитов с различными модификаторами электроосмотического потока. Условия: фоновый электролит: 2.5 мМ акридонуксусная кислота, 75 мМ NaOH, 1 мМ модификатор. λ = 240 нм, ввод пробы: 2с×30 мбар, U = –20 кВ, 20 оС.

Скачать (23KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Электрофореграммы смеси нейтральных углеводов c использованием в качестве поглощающей добавки С12MImCl. Условия: Капель-105М; капилляр 60×50 см, 50 мкм; фоновый электролит: 75 мМ NaOH, 10 Мм С12MImCl. U = –20 кВ, 20 оC. λ = 220 нм, ввод пробы 5 с×30 мбар. Аналиты: 1 – фруктоза, 2 – глюкоза, 3 – мальтоза, 4 – лактулоза, 5 – лактоза, 6 – сукралоза.

Скачать (9KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Градуировочные кривые для определения углеводов в диапазоне концентраций 25–250 мкг/мл.

Скачать (13KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Электрофореграмма плазмы крови человека. Условия: Капель-105М; капилляр 60×50 см, 50 мкм; фоновый электролит: 2.5 мМ акридонуксусная кислота, 75 мМ KOH, 0.5 мМ цетилтриметиламмоний бромид, 5 об.% MeOH. U = –20 кВ, 20 оC, λ = 240 нм, ввод пробы 5 с×30 мбар.

Скачать (11KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Электрофореграммы образцов апельсинового сока (а) и детского питания, содержащего яблоко, банан, чернику и йогурт (б). Условия: Капель-105М; капилляр 60 × 50 см, 50 мкм; фоновый электролит: 2.5 мМ фолиевая кислота, 75 мМ KOH, 0.5 мМ цетилтриметиламмоний бромид, 5 об.% MeOH, U = –20 кВ, 20оC, λ = 238 нм, ввод пробы 5 с × 30 мбар.

Скачать (22KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024