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  药物分析杂志   2018, Vol. 38 Issue (1): 181-185.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2018.01.24
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顾霄, 李煜. 非水反相色谱-飞行时间质谱法对鱼肝油中维生素A酯的分离与鉴定[J]. 药物分析杂志, 2018, 38(1): 181-185. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2018.01.24.
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GU Xiao, LI Yu. Separation and identification of retinyl esters in fish liver oil by NARP-TOF/MS[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2018, 38(1): 181-185. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2018.01.24.
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第一作者

顾霄, Tel:(0571)86459413, E-mail:guxiaonj@aliyun.com

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收稿日期:2017-02-17
非水反相色谱-飞行时间质谱法对鱼肝油中维生素A酯的分离与鉴定
顾霄 , 李煜     
浙江省食品药品检验研究院, 杭州 310000
摘要目的:建立非水反相色谱-飞行时间质谱法对鱼肝油中维生素A酯组分进行分离鉴定。方法:选择C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈-异丙醇(8:2)为流动相,对鱼肝油中的维生素A酯组分进行分离,并结合对照品比对与电喷雾正离子化/飞行时间质谱法进行结构鉴定。结果:在本试验研究的3种样品中,不同鳕鱼肝油样品可分别检测到维生素A醋酸酯与维生素A棕榈酸酯。金枪鱼肝油样品中共鉴定了15种维生素A酯,以维生素A油酸酯、棕榈酸酯、棕榈油酸酯、二十碳五烯酸(EPA)酯与二十二碳六烯酸(DHA)酯相对含量较高。结论:本文应用的方法能有效地分离鉴定鱼肝油中维生素A酯组分,可为鱼肝油质量检测提供参考。
关键词鱼肝油    维生素A醋酸酯    维生素A棕榈酸酯    维生素A油酸酯    维生素A硬脂酸酯    维生素AEPA酯    维生素ADHA酯    结构鉴定    非水反相色谱法    飞行时间质谱    
Separation and identification of retinyl esters in fish liver oil by NARP-TOF/MS
GU Xiao, LI Yu    
Zhejiang Institute for Food and Drug Control, Hangzhou 310000, China
Abstract: Objective: To develop a non-aqueous reverse phase high performance liquid chromatography (NARP)-TOF/MS method for the separation and identification of retinyl esters in fish liver oil.Methods: The retinyl esters were separated on a C18(250 mm×4.6 mm, 5 μm) column with acetonitrile-isopropanol (8:2) as the mobile phase.The structures were elucidated by comparing with reference substances and by ESI+-TOF/MS.Results: Retinyl acetate and retinyl palmitate were found in cod liver oil. 15 kinds of retinyl esters were found in tuna liver oil, with retinyl oleate, retinyl palmitate, retinyl palmitoleate, eicosapentenoic acid (EPA) retinyl ester and docosahexenoic acid (DHA) claiming the higher contents.Conclusion: The established method is useful for the separation and identification of retinyl esters in fish liver oil, thus providing reference for quality control of the product.
Key words: fish liver oil    retinyl acetate    retinyl palmitate    retinyl oleate    retinyl stearate    EPA retinyl ester    DHA retinyl ester    structure identification    nonaqueous reverse phase high performance liquid chromatography (NARP)    time of flight mass spectrometry (TOF/MS)    

鱼肝油是从鳕鱼等深海鱼类肝脏中提取的一种脂肪油,其主要功效成分为维生素A与维生素D[1]。维生素A是一系列,包括视黄醇(图 1)、视黄醛、视黄酸和视黄醇酯等在内的视黄醇衍生物的统称,对细胞分化、胚胎发育、视觉感受等多个生理功能发挥重要影响[2],此外还有研究表明维生素A对于癌症预防有积极作用[3-4]。鱼肝油中的维生素A主要以视黄醇高级脂肪酸酯的形式存在[5]。目前对维生素A酯的分析报道较少,主要集中于生物样品[6]与食品[7-8],尚未见鱼肝油中维生素A酯的分析报道。鱼肝油在国内外药典中均有收载,其中国外药典[9-11]均采用皂化法检测维生素A,该方法简单易行,但无法区分不同种类的维生素A酯。中国药典[1]采用正相色谱法测定维生素A醋酸酯,未对其他种类的维生素A酯做控制。有文献报道[12]天然鳕鱼肝油主要含维生素A棕榈酸酯(图 1),但目前国内市售鳕鱼肝油基本多为维生素A醋酸酯的制品。此外,常见鱼肝油除鳕鱼肝油外,还有金枪鱼肝油等,不同来源的鱼肝油维生素A酯组成是否一致尚未见文献报道。因此,建立一个可以分离鉴定鱼肝油中多种维生素A酯的分析方法对于鱼肝油的质量控制有着重要意义。

图 1 视黄醇(a)与维生素A棕榈酸酯(b)结构 Figure 1 Chemical structures of retinol(a) and retinyl palmitate(b)

本研究采用非水反相色谱法(NARP法)分离鱼肝油中的维生素A酯组分,结合对照品比对和飞行时间质谱(TOF/MS),共分离鉴定了3种鱼肝油中16种维生素A酯,为鱼肝油质量控制提供参考依据。

1 仪器与试药

LC-20AD高效液相色谱仪(Labsolutions Version 6.43 SP2数据处理系统,岛津公司);1290 Infinity液相色谱-6538Q TOF四极杆飞行时间质谱仪(Masshunter qualitative analysis B.04.00数据处理系统,安捷伦公司);Inertsustain C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm;填料:十八烷基硅烷键合硅胶;岛津公司)。

鳕鱼肝油由企业A提供,鳕鱼肝油胶囊由企业B提供,金枪鱼肝油由企业C提供。异丙醇与乙腈为色谱纯。对照品维生素A醋酸酯(批号100368-201502)购自中国食品药品检定研究院,维生素A油酸酯(批号14-THT-179-1)、维生素A棕榈酸酯(批号2-MWC-189-1)与维生素A硬脂酸酯(批号23-CF-173-3)均购自Toronto Research Chemicals。

2 实验条件 2.1 液相色谱条件

采用Inertsustain C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈-异丙醇(8:2)为流动相,流速1.0 mL·min-1,检测波长328 nm,柱温25 ℃,进样量20 μL。

2.2 质谱条件

采用电喷雾正离子化(ESI+)检测,喷雾电压4 kV,雾化气压力240 kPa,干燥气流量10 L·min-1,去溶剂温度350 ℃,碎片电压175 V;质量数扫描范围m/z 100~650。

2.3 溶液制备

取鱼肝油或胶囊内容物约0.5 g,置50 mL量瓶中,加异丙醇约10 mL,超声(360 W,40 kHz)5 min,用异丙醇稀释至刻度,摇匀,过滤,取续滤液作为供试品溶液。取维生素A醋酸酯、维生素A油酸酯、维生素A棕榈酸酯与维生素A硬脂酸酯对照品各约5 mg,置同一100 mL量瓶中,加异丙醇约10 mL,超声(360 W,40 kHz)5 min,用异丙醇稀释至刻度,摇匀,即得混合对照品溶液。

3 结果 3.1 维生素A酯的色谱分离

按照“2.1”和“2.2”项下的条件分别对混合对照品溶液与供试品溶液进行分析,结果见图 23。本试验所用鳕鱼肝油和鳕鱼肝油胶囊分别只含维生素A醋酸酯和维生素A棕榈酸酯,两者差异明显,与文献报道情况[12]一致;金枪鱼肝油中维生素A酯组成更为多样,除已知的维生素A油酸酯、棕榈酸酯和硬脂酸酯外,还有多个较大的维生素A酯峰,需做进一步鉴定。

1.维生素A醋酸酯(retinyl acetate) 10.维生素A油酸酯(retinyl oleate) 11.维生素A棕榈酸酯(retinyl palmitate) 15.维生素A硬脂酸酯(retinyl stearate) 图 2 混合对照品(a)与鳕鱼肝油样品(b)、鳕鱼肝油胶囊样品(c)的高效液相色谱图 Figure 2 HPLC chromatograms of mixed reference substances(a), cod liver oil sample(b) and cod liver oil capsule sample(c)

图 3 金枪鱼肝油样品的高效液相色谱图 Figure 3 HPLC chromatogram of tuna liver oil sample
3.2 维生素A酯的质谱鉴定

由于市售维生素A酯对照品种类有限,本研究采用高分辨质谱(TOF/MS),结合维生素A酯的结构特点,鉴定未知维生素A酯的结构。

通过ESI+-TOF/MS对维生素A棕榈酸酯对照品做一级质谱分析,结果见图 4。维生素A棕榈酸酯主要产生m/z 269与524这2个信号峰,前者为源内裂解脱去棕榈酸的加氢离子(C20H29+,-0.8×10-6),与文献报道情况一致,m/z 269为维生素A酯的特征离子[7, 14];后者为脱电子的分子离子(C36H60O2·+,6.3×10-6)。以上质谱特征对于推测未知维生素A酯提供了参考依据。

图 4 维生素A棕榈酸酯的一级质谱图 Figure 4 MS spectrum of retinyl palmitate

采用同样的方法对金枪鱼肝油做一级质谱分析,提取每个色谱峰的质谱图,其中均有m/z 269离子,进一步表明其色谱图中14个色谱峰均为维生素A酯峰,并根据分子离子精确分子量推测相应分子式,结合维生素A酯的结构特征,如组成元素为C、H、O,O原子数为2,最小不饱和度为7等,共鉴定出15种维生素A酯(峰4中检测到2种维生素A酯信号),相关色谱质谱数据、推测分子式、结合的脂肪酸简式、推测脂肪酸类型以及相对百分含量(面积归一化法)见表 1。其中以峰2、3、6、10与11占比最大,其推测分子式分别对应EPA酯、DHA酯、棕榈油酸酯、油酸酯与棕榈酸酯。EPA与DHA是人体不能合成的高级不饱和脂肪酸,在深海鱼中的含量很高[15]

表 1 金枪鱼中维生素A酯的色谱-质谱鉴定结果 Table 1 Retinyl esters identified in tuna liver oil by HPLC-TOF/MS
4 讨论

药典与文献中维生素A酯的液相色谱分离方法包括正相色谱[1]和非水反相色谱(NARP)[6-8],使用到的流动相包括正己烷[1, 7]、二氯甲烷[6]和三氯甲烷[8]等。考虑到液相耐受与质谱兼容等问题,本实验优先选择反相色谱法。由于不同种类维生素A酯结构类似且极性较小,在含水流动相中保留过强且无法有效分离。故参考用于食用油中甘油三酯分析的非水反相色谱条件[13],以乙腈-异丙醇为流动相,结果维生素A酯的保留情况与分离度均得到有效改善,综合考虑分析周期与分离度,最终选择乙腈-异丙醇(8:2)的条件。同时考察柱温对色谱行为的影响,发现柱温越低,保留越强,分离度越高,最终选择25 ℃柱温。

维生素A酯极性较低,相对分子质量较大,结构上适用于大气压化学电离源(APCI)检测[7, 14],但本试验考察发现APCI条件下维生素A酯的源内裂解过强,难以检测到分子离子峰信号,在调节源内温度、去簇电压等参数未能有效改善的情况下,尝试使用ESI源,结果发现虽然整体离子响应弱于APCI,但母离子源内裂解相对较少,分子离子信号相对较强,因此最终选择ESI源。之后在流动相中加入0.05%的甲酸,离子化效率得到进一步提高,各组分保留时间未受影响。

结合各组分鉴定结果与保留时间,发现维生素A酯在非水反相色谱上的保留行为类似甘油三酯,会受等效碳数(equivalent carbon number,ECN)影响[13],即酰基链总碳数减去2倍的双键数。等效碳数越大,保留时间越长;等效碳数相同,保留时间相近,如20:5和22:6,18:3和16:2。且分析同系物保留时间发现,相邻同系物的保留时间之比均约为0.84(见表 2),说明维生素A酯在非水反相色谱条件下保留行为有明显规律,这些规律可以对推测未知维生素A酯的保留时间及结构鉴定提供帮助。

表 2 维生素A酯保留时间比较 Table 2 Retention time(tR) comparison of retinyl esters
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