使用 Agilent 8860 氣相色譜儀快速分析 37 種 FAME

摘要

使用配備分流/不分流進(jìn)樣口和火焰離子化檢測(cè)器 (FID) 的 Agilent 8860 氣相色譜儀分析 37 種脂肪酸甲酯 (FAME) 混標(biāo)和蛋白水解配方奶的實(shí)際樣品。本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)介紹了 37 種 FAME 混合物的分析，分析速度比 GB 5009.168-2016 更快，可實(shí)現(xiàn)出色分離。

前言

脂肪酸是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。脂肪酸可以分為三類(lèi)：飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。有些脂肪酸是必需脂肪酸（如亞油酸），這類(lèi)脂肪酸無(wú)法由身體合成，只能從食物中獲得。ω-3 和 ω-6 脂肪酸屬于多不飽和脂肪酸，在人體營(yíng)養(yǎng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中包括花生四烯酸 (ARA)、二十碳五烯酸 (EPA) 和二十二碳六烯酸 (DHA)。ω-3 脂肪酸可以預(yù)防心臟病和高血壓等疾病。脂肪在營(yíng)養(yǎng)和食品化學(xué)領(lǐng)域具有非常重要的作用。

水解和甲基化是最常用的脂肪酸測(cè)定方法；脂肪酸的酯化可降低極性，促進(jìn)不飽和異構(gòu)體的分離。脂肪酸甲酯 (FAME) 的分析是食品分析中最重要的應(yīng)用之一。

GB 5009.168-2016 規(guī)定了食品中 37 種脂肪酸的測(cè)定。本方法詳細(xì)描述了樣品預(yù)處理和氣相色譜 (GC) 參數(shù)，該方法建議使用強(qiáng)極性氰丙基聚硅氧烷型色譜柱 (100 m × 0.25 mm, 0.2 μm)。該方法可在 82 分鐘內(nèi)分離 37 種 FAME。之前的安捷倫應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)表明，使用配備 Agilent J&W DB-FastFAME Intuvo 氣相色譜柱的 Agilent Intuvo 9000 氣相色譜系統(tǒng)以氦氣作為載氣，可在 8 分鐘內(nèi)分離 37 種 FAME2。這種快速分析得益于 Intuvo 的直接加熱技術(shù)，該技術(shù)可使色譜柱以 250 °C/min 的升溫速率加熱。

本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)介紹了采用兩種長(zhǎng)度的 DB-FastFAME 色譜柱、以氮?dú)鉃檩d體的 8860 氣相色譜系統(tǒng)方法，該方法相對(duì)較快。測(cè)定了峰面積的 RSD，并對(duì) ARA、EPA、DHA 等關(guān)鍵的中性脂肪進(jìn)行了定量分析。為證明該方法的適用性，本應(yīng)用還對(duì)嬰兒配方奶樣品進(jìn)行了分析。

實(shí)驗(yàn)部分

試劑與標(biāo)準(zhǔn)品
37 組分 FAME 混標(biāo)（部件號(hào) CDAA-252795-MIX-1 mL）以及 C20:4n6（部件號(hào) CDAA-253207M-10 mg）、C20:5n3（部件號(hào) CDAA-253209M-10 mg）和 C22:6n3（ 部件號(hào) CDAA-253228M-10 mg）的單標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自上海安譜科學(xué)儀器有限公司。混標(biāo)中各組分的濃度為 200–400 mg/mL。嬰兒配方奶樣品購(gòu)自當(dāng)?shù)�。根�?jù)GB 5009.168-2016 進(jìn)行樣品預(yù)處理。

儀器
使用配備火焰離子化檢測(cè)器 (FID) 的 8860 氣相色譜儀分析 FAME。使用配備 5 μL進(jìn)樣針和分流/不分流進(jìn)樣口的 Agilent7693A 自動(dòng)液體進(jìn)樣器進(jìn)樣。表 1 和表 2列出了儀器和條件。

表 1. Agilent DB-FastFAME 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm 的方法條件


表 2. Agilent DB-FastFAME 20 m × 0.18 mm, 0.2 μm 的方法條件


結(jié)果與討論

圖 1 為 30 m DB-FastFAME 色譜柱上獲得的 37 組分 FAME 混標(biāo)的典型色譜圖。在某些應(yīng)用中，順式和反式 C18:1、順式和反式 C18:2、C22:0、C20:3、C22:6、C24:1 可能發(fā)生共流出，導(dǎo)致峰歸屬出現(xiàn)問(wèn)題。如圖 1 所示，8860 氣相色譜系統(tǒng)使用表中條件，37 種化合物都得到了完全分離，峰形尖銳對(duì)稱(chēng)且運(yùn)行時(shí)間縮短至 24 分鐘以內(nèi)。特別值得注意的是分離順-反異構(gòu)體以及 EPA 和 DHA 組分的能力。該方法對(duì)于復(fù)雜混合物中脂肪酸的定量分析非常有用，特別是測(cè)定魚(yú)油等基質(zhì)中的 EPA 和 DHA。與 0.18 mm 內(nèi)徑色譜柱相比，這種 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm色譜柱內(nèi)徑較大、膜厚較厚，具有更大的色譜柱容量和更長(zhǎng)的色譜柱壽命。

蛋白水解配方奶是對(duì)牛奶過(guò)敏嬰兒的良好選擇，按水解程度可分為三種類(lèi)型：部分水解配方奶、深度水解配方奶和氨基酸配方奶。圖 2–4 顯示三種不同類(lèi)型蛋白水解配方奶的分析結(jié)果。包括 C18:2n6、C18:3n3、ARA、DHA 在內(nèi)的關(guān)鍵 FAME 易于檢測(cè)和定量。


<sup>圖 1. 37 組分 FAME 混標(biāo)在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱（部件號(hào) G3903-63011）
上得到的 GC/FID 色譜圖


圖 2. 氨基酸配方奶中的 FAME 在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上得到的 GC/FID 色譜圖


圖 3. 深度水解配方奶中的 FAME 在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上得到的 GC/FID 色譜圖


圖 4. 部分水解配方奶中的 FAME 在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上得到的 GC/FID 色譜圖</sup>

以 5、10、50、100、250、1000 mg/L的濃度配制 ARA、EPA 和 DHA 的校準(zhǔn)標(biāo)樣。這三種化合物的相關(guān)系數(shù) (R2) 均≥ 0.9997。圖 5、圖 6、圖 7 顯示了校準(zhǔn)曲線。


<sup>圖 5. 5–1000 μg/mL 的 C20:4n6 (ARA) 在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上的校準(zhǔn)曲線


圖 6. 5–1000 μg/mL 的 C20:5n3 (EPA) 在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上的校準(zhǔn)曲線


圖 7. 5–1000 μg/mL 的 C22:6n3 (DHA) 在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上的校準(zhǔn)曲線</sup>

對(duì)混標(biāo)進(jìn)樣六次測(cè)試方法重現(xiàn)性。由圖 8可知，除 C4:0 以外，所有化合物的峰面積 RSD% 均遠(yuǎn)低于 1%。這表明 8860 氣相色譜系統(tǒng)是一種可靠的脂肪酸分析系統(tǒng)。

高效的 0.18 mm 內(nèi)徑色譜柱有提高分析效率的潛力，縮短分析時(shí)間的同時(shí)不損失分析性能。如圖 9 所示，使用這種短色譜柱可實(shí)現(xiàn)更快的分析（14 分鐘以內(nèi)），而分離度幾乎相同。關(guān)鍵化合物的分離度值如圖 1 和圖 9 所示。


<sup>圖 8. 37 組分 FAME 混標(biāo)在 30 m × 0.25 mm, 0.25 μm DB-FastFAME 色譜柱上六次重復(fù)進(jìn)樣得到的峰面積RSD%
 

圖 9. 37 組分 FAME 混標(biāo)在 20 m × 0.18 mm, 0.2 μm DB-FastFAME 色譜柱（部件號(hào) G3903-63010）上得到的
GC/FID 色譜圖</sup>

結(jié)論

本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)證明配備自動(dòng)進(jìn)樣器和 FID 的 8860 氣相色譜儀可以為 37 種 FAME 的分析提供更快、更可靠的解決方案。采用兩種專(zhuān)為 FAME 分析設(shè)計(jì)的毛細(xì)管柱；二者均獲得了不降低分離度的出色效率。30 m DB-FastFAME 色譜柱提供了更大的色譜柱容量和更高的耐用性，而 20 m DB-FastFAME 色譜柱的運(yùn)行時(shí)間更短。容量為 16 個(gè)樣品瓶的 7693A 自動(dòng)進(jìn)樣器與 8860 氣相色譜儀 EPC 控制確保良好的重現(xiàn)性和操作簡(jiǎn)便性，適用于分析快速的食品行業(yè)以及常規(guī)分析。

參考文獻(xiàn)

1. Zhou, Y.; Wu, H. 改善對(duì) 37 種脂肪酸甲酯的分析，安捷倫科技公司應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)，出版號(hào) 5991-8706ZHCN，2018
2. Zhou, Y. 快速分離脂肪酸甲酯，安捷倫科技公司應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)， 出版號(hào)5994-0116ZHCN，2018

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