使用安捷倫Cary Eclipse 熒光分光光度計對飲料中的奎寧進行定量分析

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在全球范圍內(nèi)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解決方案。熒光分光光度計的靈敏度最高可達其他光譜方法的 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?？焖俣煽康臏y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行清洗。另外還使用配備光纖探頭的 Cary Eclipse 遠程測量功能對樣品進行原位分析。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風(fēng)味。奎寧也是一種熒光物質(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 mL0.05 M H2SO4 中，然后取該溶液 25 mL 并用 225 mL 0.05 MH2SO4 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)曲線進行計算，以獲得標(biāo)準(zhǔn)濃度和熒光強度之間的關(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最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），然后進行下一次測量。使用光纖探頭只需將探頭浸入樣品中并進行測量。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 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 遠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行的測量和使用標(biāo)準(zhǔn)石英玻璃比色皿進行的測量準(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實驗室進行常規(guī)熒光分析應(yīng)用的理想儀器。