使用Cary熒光分光光度對飲料中的 奎寧進(jìn)行定量分析

前言：每一道快速有效的制造工藝均基于精心設(shè)計與有條不紊的質(zhì)量控制方案，該方案可在提高生產(chǎn)力的同時確保產(chǎn)品質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)缺陷后，生產(chǎn)線管理人員不能浪費任何時 間。在競爭激烈的市場中，擁有任何一種可將停機(jī)時間最小化并能快速成功恢復(fù)生產(chǎn)的 解決方案都是一種巨大優(yōu)勢。 準(zhǔn)確可靠的無縫篩查過程對快速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常至關(guān)重要。對于需要快速測量的應(yīng)用，基 于光纖的分析解決方案已作為一個選項得到使用。 光纖耦合解決方案尚未得到充分利用的一個領(lǐng)域是常規(guī)熒光分光光度法，因為該方法難 以使抗室光干擾特性達(dá)到實現(xiàn)準(zhǔn)確而可重現(xiàn)測量所需的水平。光纖熒光分析解決方案可 縮短測量時間，可為來自各種應(yīng)用的樣品提供準(zhǔn)確而穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，還可通過簡化分析流 程和降低整體使用維護(hù)成本來節(jié)省經(jīng)費。Agilent Cary Eclipse 熒光分光光度計針對這一 問題提供了*的解決方案。 熒光分光光度計的靈敏度最高可達(dá)其他光譜方法的 1000 倍。該技術(shù)還具有高選擇性和易 用性，并在 QA/QC 應(yīng)用中得到廣泛使用。Cary Eclipse 熒光分光光度計以實現(xiàn)*抗室 光干擾特性的理念進(jìn)行設(shè)計與制造，是一款產(chǎn)品。該儀器確保使用光纖獲得 重要測量優(yōu)勢（無需使用比色皿、縮短分析時間以及減少潛在污染）的同時不損失結(jié)果 質(zhì)量。本應(yīng)用簡報使用食品和飲料行業(yè)的示例闡述了 Cary Eclipse 的*優(yōu)勢。

食品和飲料質(zhì)量受到的審查力度已變得嚴(yán)格，食品生 產(chǎn)的所有領(lǐng)域都需要更高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和工藝控制。這就需要靈敏 而快速的分析技術(shù)。熒光分光光度計是食品生產(chǎn)眾多方面中非常 重要的技術(shù)，因為這款儀器可提供多種食品系統(tǒng)中關(guān)鍵物質(zhì)的詳 細(xì)、實時觀察結(jié)果，這些關(guān)鍵物質(zhì)包括蛋白質(zhì)、維生素、次級代 謝產(chǎn)物、色素、毒素以及香精化合物（表 1）[1,2,3]。

實驗部分 研究人員正在尋求快速而準(zhǔn)確的液體樣品中奎寧的定量分析方法。 快速而可靠的測量為所有制造商提出了一項復(fù)雜的分析挑戰(zhàn)。因 此，本簡報旨在設(shè)計一個實驗方案，以幫助用戶在含有奎寧的溶 液質(zhì)量未達(dá)到客戶的嚴(yán)格指標(biāo)時做出“實時”決策。

分析方法 本研究使用 Cary Eclipse 熒光分光光度計分析樣品， 并使用將標(biāo) 準(zhǔn)品或樣品注入比色皿并分析其含量的傳統(tǒng)方法對樣品進(jìn)行全面 分析。分析完成后，在重新注入前需要清空比色皿并對其進(jìn)行徹 底清洗。另外還使用配備光纖探頭的 Cary Eclipse的遠(yuǎn)程測 量功能對樣品進(jìn)行原位分析。在這些測量中，使用具有黑色石英 基座的光纖液體探頭（光程 10 mm）直接在樣品容器中測量每個 樣品， 無需注入、清空和清洗任何比色皿。省去這些繁瑣的步驟 可使分析時間縮短為傳統(tǒng)測量的三分之二。使用 WinFLR 中的掃 描軟件應(yīng)用程序來采集和處理所有數(shù)據(jù)。 樣品 奎寧是金雞納樹皮中天然存在的一種生物堿。它具有較強(qiáng)生物活 性，一直以來都是治療瘧疾的常用藥物。如今奎寧主要存在于通 力水中，它的苦味可為帶這種飲料來*的風(fēng)味?？鼘幰彩且环N 熒光物質(zhì)，因其方便易得而成為了有效展示 Cary Eclipse 光纖熒 光測量可重現(xiàn)性和靈敏度的理想工具。 試劑 硫酸奎寧粉末，¡ 98.0%，購自 Sigma-Aldrich 公司；溶劑為 0.05 M H2SO4 ；樣品為購自本地超市的四個品牌的瓶裝通力水。

結(jié)果與討論 創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線 使用硫酸奎寧和 0.05 M H2SO4 制備了五份不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中 奎寧濃度為 1.0 - 0.10 mg/L。首先將 6.0 mg 硫酸奎寧溶于 500 mL 0.05 M H2SO4 中，然后取該溶液 25 mL 并用 225 mL 0.05 M H2SO4 稀釋，得到 3.06 × 10–6 mol/L 的儲備溶液。使用該儲備 溶液制得 5 份經(jīng)過稀釋的校準(zhǔn)標(biāo)樣，濃度介于 3.06 × 10–6 mol/L (1 ppm) 至 3.06 × 10–7 mol/L (0.1 ppm) 之間，并將這些標(biāo)準(zhǔn)溶 液裝于標(biāo)準(zhǔn) PET 反應(yīng)玻璃樣品瓶（直徑 16 mm）中。將每個濃度的樣品轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn) 10 × 10 mm 比色皿中并測量得到 校準(zhǔn)曲線。另外還通過將光纖探頭浸入每個反應(yīng)玻璃樣品瓶中來 測量這些標(biāo)準(zhǔn)溶液，并根據(jù)測量結(jié)果再次對校準(zhǔn)曲線進(jìn)行計算， 以獲得標(biāo)準(zhǔn)濃度和熒光強(qiáng)度之間的關(guān)系。

分析未知物 將購自本地超市的四個品牌的瓶裝通力水作為未知物進(jìn)行分析。 在每瓶通力水中取 5 mL 樣品，振搖去除溶解態(tài)二氧化碳，然后用 500 mL 0.05 M H2SO4 稀釋（稀釋比 1:100）。根據(jù)校準(zhǔn)標(biāo)樣方法 將每份未知樣品分別轉(zhuǎn)移至 10 × 10 比色皿中并進(jìn)行測量。然后 用光纖探頭測量每個比色皿中經(jīng)過稀釋的通力水樣品。 生產(chǎn)環(huán)境中的樣品 這些生成校準(zhǔn)曲線然后測量多個未知物的模擬實驗準(zhǔn)確重現(xiàn)了法 規(guī)實驗室中的情形。分析通力水等溶液的常見方法包括將樣品 倒入比色皿中（已知污染源）并測量含量。然后將比色皿清空（廢 液源）、清洗并干燥（另一個已知污染源），然后進(jìn)行下一次測量。 使用光纖探頭只需將探頭浸入樣品中并進(jìn)行測量。探頭用布擦干 凈后即可用于下一個樣品。 熒光分光光度計是對所有化學(xué)環(huán)境中的固有熒光化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行無 損定量分析的理想工具。使用 Cary Eclipse 采集到的光譜顯示 H2SO4 中的奎寧具有特征峰形，且強(qiáng)度與樣品中的奎寧濃度直接 成正比。圖 2 顯示了瓶裝通力水樣品（通力水 1）在分光光度計 樣品室處于打開和關(guān)閉狀態(tài)時測得的歸一化發(fā)射光譜。圖中還顯 示了使用 Cary Eclipse 附帶的光纖浸入探頭測量同一個樣品所得 的結(jié)果。由于 Cary Eclipse *的抗室光干擾特性，每次測量采 集到的光譜*相同。使用奎寧譜帶熒光強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)溶液中已知 奎寧濃度之間的關(guān)系可快速、簡便而準(zhǔn)確地測定通力水中的奎寧 濃度。請注意，測得的濃度需乘以 100 才能代表實際濃度，因為 樣品按 1:100 進(jìn)行了稀釋。

通過測量結(jié)果可得出以下幾個重要結(jié)論： • 使用 Cary Eclipse 可輕松對水性樣品中的奎寧進(jìn)行選擇性定 量分析 • 采用傳統(tǒng)比色皿測量方法或使用 Cary Eclipse *的遠(yuǎn)程傳感 光纖探頭功能能夠準(zhǔn)確、可重現(xiàn)地對適當(dāng)分子進(jìn)行定量分析 • 市售瓶裝通力水中的奎寧濃度根據(jù)品牌而各不相同 • 市售通力水的奎寧濃度為 50-60 ppm（表 2），低于美國食品 藥品監(jiān)督管理局允許的最大奎寧濃度 83 ppm [4]

結(jié)論：配備光纖附件的 Agilent Cary Eclipse 可快速、簡便、準(zhǔn)確地測量 飲料和食品中的熒光物質(zhì)。研究證實了使用光纖附件進(jìn)行的測量 和使用標(biāo)準(zhǔn)石英玻璃比色皿進(jìn)行的測量準(zhǔn)確度相當(dāng)。此外，使用 光纖的工作流程速度更快，同時去除了*易引入測量誤差的步 驟。光纖附件不僅可準(zhǔn)確而可重現(xiàn)地測量極少量樣品，而且還無 需使用比色皿。這些特點使 Cary Eclipse 和光纖成為了 QA/QC 實驗室進(jìn)行常規(guī)熒光分析應(yīng)用的理想儀器。