一种丝氨酸原料中丝氨酸含量的检测方法与流程

1.本发明涉及生物分析领域，具体讲，涉及一种丝氨酸原料中丝氨酸含量的检测方法。


背景技术：

2.丝氨酸(serine，ser)又名β羟基丙氨酸，其分子式为c3h7no3，化学式为
[0003][0004]
丝氨酸属于非必需氨基酸，广泛应用于化妆品、医药、食品等领域，并发挥着关键作用。例如，在医药领域中，丝氨酸作为原料配置复方氨基酸输液和合成多种丝氨基酸衍生物，其还是营养补充剂；在食品领域，l-丝氨酸可改善运动饮料风味，还可用其制作氨基酸减肥饮料；在饲料领域中，l-丝氨酸添加到动物饲料中增加饲料营养，能促进动物更好的生长发育。
[0005]
随着丝氨酸的广泛应用，人们对丝氨酸原料的质量越来越重视。因此，建立一种测定原料中丝氨酸含量的方法，对丝氨酸原料的质量评估很重要。
[0006]
已有技术中常用于检测丝氨酸有高效液相色谱法、自动氨基酸分析仪分析法和纸层析-茚三酮显色法。这些方法存在较多问题，可行性较差。如纸层析-茚三酮显色法，利用显色反应间接检测原料中丝氨酸的含量。该方法存在显色时间长，检测结果重现性和准确性差，检测结果不能直接反映原料中丝氨酸含量，检测效率低等缺点。而氨基酸自动分析仪法，存在检测时间，检测效率低等问题。
[0007]
色谱法是目前常用的检测方法。常采用衍生法，对样品进行衍生化处理。如专利zl201510024181.6(发明名称为一种丝氨酸的高效液相色谱分析方法)采用2-氯吡啶使丝氨酸衍生化处理，间接测得丝氨酸含量。该方法存在衍生试剂筛选困难，衍生步骤繁琐，检测成本高，操作不便等问题。此外，衍生化过程中会产生大量的副产物，使得色谱图难以分离，进而会影响丝氨酸检测结果的准确性。又如专利zl201310591734.7(发明名称为一种定量检测丝氨酸的方法)中将丝氨酸样品经半胱氨酸裂解酶(cbl)产生丙酮酸、氨和硫半胱氨酸，通过测定丙酮酸的含量，定量测定样品中丝氨酸的含量。采用这种方法间接检测样品中丝氨酸含量，同样存在样品处理麻烦，实验操作繁琐和实验结果不准确等问题。
[0008]
因此，针对上述问题，迫切需要建立一种准确、快检测低成本、可行性高的方法来检测原料中丝氨酸含量。
[0009]
鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

[0010]
本发明的发明目的在于提供一种丝氨酸原料中丝氨酸含量的检测方法。
[0011]
为了实现该发明目的，采用的技术方案为：
[0012]
本发明提出一种丝氨酸原料中丝氨酸含量的检测方法，所述检测方法至少包括以下步骤：
[0013]
(1)分别配制对照品溶液和供试品溶液，所述供试品溶液中含有丝氨酸原料；
[0014]
(2)检测：采用高效液相色谱法，分别取所述对照品溶液和所述供试品溶液注入高效液相色谱仪中，采用c18柱分离，利用紫外检测器检测丝氨酸吸收峰，通过外标法计算得到所述供试品溶液中丝氨酸的含量；
[0015]
所述高效液相色谱法的流动相a为0.01～0.1mol/l磷酸氢二钾和0.001～0.01mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为1～5；所述高效液相色谱法的流动相b为无水乙醇。
[0016]
可选的，所述检测方法不包括柱前或者柱后衍生化处理的步骤。
[0017]
可选的，所述流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液；
[0018]
优选的，所述流动相a的ph值为2.3。
[0019]
可选的，所述流动相a和所述流动相b的体积比为1000：50～1000：90，优选为1000：70。
[0020]
可选的，所述流动相a中还含有ph值调节剂，所述ph值调节剂优选盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸的至少一种。
[0021]
可选的，所述高效液相色谱法的色谱条件为：柱温为20～40℃、检测波长为190～230nm、流速为0.8～1.5ml/min、进样量为5～20μl。
[0022]
可选的，所述高效液相色谱法的色谱条件为：柱温为25～35℃，优选为30℃，检测波长为200～220nm，优选为215nm，样品流速为0.8～1ml/min，优选为1ml/min，进样量为8～15μl，优选为10μl。
[0023]
可选的，所述对照品溶液中丝氨酸对照品的浓度为0.25～10g/l；所述供试品溶液中丝氨酸原料的浓度为0.25～10g/l。
[0024]
可选的，在步骤(1)中，先配制丝氨酸对照品贮备溶液，检测前取所述丝氨酸对照品贮备溶液用蒸馏水稀释，得到所述对照品溶液；
[0025]
所述丝氨酸对照品贮备溶液的配制方法优选为：称取丝氨酸对照品，用蒸馏水稀释，得到浓度为1～20g/l的丝氨酸对照品贮备溶液。
[0026]
可选的，在步骤(1)中，将所述丝氨酸原料的溶液稀释后过滤得到所述供试品溶液，所述过滤为采用0.45μm水系滤膜过滤。
[0027]
本发明至少具有以下有益的效果：
[0028]
本发明的检测方法至少具有以下技术效果：
[0029]
(1)本发明的检测样品不需要进行柱前或者柱后衍生化处理，极大缩短检测时间，检测结果也更加准确。
[0030]
(2)可直接取检测样品，用去离子水处理过滤就可上机检测，检测样品处理步骤简单，降低了实验操作失误率。
[0031]
(3)色谱柱为普通c18柱，检测器为紫外检测器，色谱条件简单，检测成本低、操作简便，适用于样品检测多、工作量大的企业，可减轻企业经济负担。
[0032]
(4)色谱检测原理更科学，检测结果更具说服力。
附图说明
[0033]
图1为实施例1中对照品丝氨酸的检测图谱；
[0034]
图2为实施例2中丝氨酸原料的检测图谱；
[0035]
图3为实施例3中丝氨酸线性图；
[0036]
图4为实施例6中流动相d3的高效液相色谱图；
[0037]
图5为实施例6中流动相d4的高效液相色谱图。
[0038]
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本发明的范围。
具体实施方式
[0039]
本发明实施例提供一种丝氨酸原料中丝氨酸含量的检测方法。具体的，该方法采用高效液相色谱法，将丝氨酸原料溶液注入高效液相色谱仪中，采用c18柱分离，利用紫外吸收检测器检测到丝氨酸吸收峰。由于丝氨酸在紫外光谱的吸收差，所以已有技术中只能采用衍生法、酶解法将丝氨酸转化为其他在紫外光谱上具有吸收的物质进行检测。本发明实施例通过锐意研究，不需要其他的处理步骤，使丝氨酸在紫外光谱上具有明显的吸收峰，可利用紫外吸收检测器直接检测，从而实现了本发明。
[0040]
本发明实施例的检测方法克服了已有技术中采用衍生法间接检测所带来的缺陷，利用了常见的普通c18柱实现了原料中丝氨酸的检测，不需昂贵的色谱柱，不需要昂贵的检测装置，采用紫外检测器即可实现。本发明实施例的检测方法操作步骤简单，仅需要对原料溶液的浓度进行调整即可进行检测。因此具有检测直接、快速、准确的特点，适用于检测样品多，工作量大的工业化生产，便于在实际生产过程中推广应用。
[0041]
具体的，本发明实施例的检测方法至少包括以下步骤：
[0042]
(1)分别配制对照品溶液和供试品溶液，供试品溶液中含有丝氨酸原料；
[0043]
(2)检测：采用高效液相色谱法，分别取对照品溶液和供试品溶液注入高效液相色谱仪中，采用c18柱分离，利用紫外检测器检测丝氨酸吸收峰，通过外标法计算得到供试品溶液中丝氨酸的含量。
[0044]
本发明实施例选用的流动相a为0.01～0.1mol/l磷酸氢二钾和0.001～0.01mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为1～5，流动相b为无水乙醇。本发明实施例的流动相使丝氨酸可利用紫外吸收检测器进行检测，具有吸收峰与其他峰具有良好的分离度。
[0045]
可选的，检测方法不包括柱前或者柱后衍生化处理的步骤。
[0046]
进一步可选的，流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液。
[0047]
进一步可选的，流动相a的ph值为2.3。
[0048]
进一步可选的，流动相a和流动相b的体积比为1000：50～1000：90，优选为1000：70，将流动相a和流动相b按比例混合，即得流动相。如果流动相a和流动相b的体积比过大或者过小都会对出峰时间带来一定的影响，从而影响丝氨酸与其他杂质峰的分离度。
[0049]
进一步可选的，流动相a中还含有ph值调节剂，将流动相a的ph值调节至本发明实施例的范围之内，ph值调节剂优选盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸的至少一种。
[0050]
其中，本发明实施例所采用的c18柱采用普通的市售c18柱即可，例如：赛默飞
syncronis c18柱、依利特hypersil ods2 c18柱、赛默飞bds hypersil tm c18柱等。
[0051]
本发明实施例的高效液相色谱法的色谱条件为：
[0052]
柱温为20～40℃，优选为25～35℃，进一步优选为30℃。
[0053]
检测波长为190～230nm，优选为200～220nm，进一步优选为215nm。
[0054]
样品流速为0.8～1.5ml/min，如果样品流速过快，则出峰过早，会和其他峰(例如溶剂峰)重合，如果样品流速过慢，则会延长分析时间，降低工作效率；优选的，样品流速为0.8～1ml/min，更优选为1ml/min。
[0055]
进样量为5～20μl，如果进样量过大，会引起仪器负载，吸收峰也会发生拖尾现象，影响丝氨酸和其他杂质吸收峰之间的分离度；如果进样量过小，测量会不准确；优选的，进样量为8～15μl，更优选为10μl。
[0056]
可选的，对照品溶液中丝氨酸对照品的浓度为0.25～10g/l；供试品溶液中丝氨酸原料的浓度为0.25～10g/l。
[0057]
本发明实施例经研究发现，当对照品和供试品溶液的浓度范围在0.25～10g/l之间时，各浓度下丝氨酸的峰面积与浓度之间呈现良好的线性关系。可在该线性范围内，采用外标法计算丝氨酸的含量。
[0058]
可选的，步骤(1)中，先配制丝氨酸对照品贮备溶液，检测前取丝氨酸对照品贮备溶液用蒸馏水稀释，得到对照品溶液。
[0059]
具体的，丝氨酸对照品贮备溶液的配制方法为：称取丝氨酸对照品，用蒸馏水稀释，得到浓度为1～20g/l的丝氨酸对照品贮备溶液。
[0060]
可选的，在步骤(1)中，将丝氨酸原料的溶液稀释后过滤得到供试品溶液，过滤为采用0.45μm水系滤膜过滤。本发明实施例不需要对原料溶液进行例如衍生化法、酶解法的预处理工作，仅进行简单的过滤，就可进行检测。
[0061]
下面通过实施例对本发明实施例的内容做进一步的解释和说明。
[0062]
实施例1
[0063]
本实施例采用的仪器设备、试剂和检测条件如下：
[0064]
高效液相色谱仪：赛默飞dionex ultimate 3000；vwd紫外检测器；
[0065]
色谱柱：赛默飞syncronis c18(5μm，4.6
×
250mm)；
[0066]
柱温：30℃；
[0067]
波长：215nm；
[0068]
流速：1ml/min；
[0069]
进样量：10μl；
[0070]
流动相：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0071]
流动相体积比：1000：70。
[0072]
对照品丝氨酸含量测定具体操作步骤：
[0073]
(1)对照品溶液配制
[0074]
丝氨酸对照贮备溶液：精准称取丝氨酸对照品适量，用去离子水定稀释得到浓度为20g/l丝氨酸对照贮备溶液；取适量对照贮备溶液，用去离子水稀释得到丝氨酸浓度为10g/l的对照品丝氨酸溶液。
[0075]
(2)精准吸取供试品溶液各10μl，注入液相色谱仪中，进行测定，记录色谱图，计算丝氨酸峰面积(a)。实验结果如图1所示。
[0076]
实施例2
[0077]
本实施例采用的仪器设备、试剂和检测条件如下：
[0078]
高效液相色谱仪：赛默飞dionex ultimate 3000；vwd紫外检测器；
[0079]
色谱柱：赛默飞syncronis c18(5μm，4.6
×
250mm)；
[0080]
柱温：30℃；
[0081]
波长：215nm；
[0082]
流速：1ml/min；
[0083]
进样量：10μl；
[0084]
流动相：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0085]
流动相体积比：1000：70。
[0086]
原料中丝氨酸含量测定具体操作步骤：
[0087]
(1)取丝氨酸原料1g(已知丝氨酸的纯度为99.94％)，置于100ml的容量瓶中，用去离子水，定容至刻度线，摇匀即得浓度10g/l的丝氨酸溶液。取上述溶液用0.45μm水系滤膜过滤，取滤液作为样品供试液。
[0088]
(2)精准吸取供试品溶液各10μl，注入液相色谱仪中，进行测定，记录色谱图，计算丝氨酸峰面积(a)。通过外标法计算原料中丝氨酸的含量。
[0089]
(3)实验结果如图2所示。在丝氨酸原料的检测色谱图上，未见任何杂峰，这是因为丝氨酸原料是精制产品，本身的纯度就很高，含有的杂质就几乎为零，所以未检测出杂质峰。
[0090]
实施例3
[0091]
本实施例采用的仪器设备、试剂和检测条件如下：
[0092]
高效液相色谱仪：赛默飞dionex ultimate 3000；vwd紫外检测器；
[0093]
色谱柱：赛默飞syncronis c18(5μm，4.6
×
250mm)；
[0094]
柱温：30℃；
[0095]
波长：215nm；
[0096]
流速：0.8ml/min；
[0097]
进样量：10μl；
[0098]
流动相：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0099]
流动相体积比：1000：70。
[0100]
丝氨酸线性试验具体操作步骤：
[0101]
(1)分别10次精准吸取实施例1制备的丝氨酸对照贮备溶液适量，分别置于10个10ml的容量瓶中，用去离子水，定容至刻度线，摇匀即得浓度为0.25g/l、0.5g/l、1g/l、2.5g/l、3g/l、4g/l、5g/l、7g/l、10g/l的供试品溶液。
[0102]
(2)分别精准吸取供试品溶液各10μl，分别注入液相色谱仪中，进行测定，记录色谱图，计算丝氨酸峰面积(a)。
[0103]
以丝氨酸峰面积为纵坐标y，以丝氨酸浓度(g/l)为横坐标x，进行线性回归，得线性方程y＝4.3127x+0.2108，相关系数r2＝0.9999。得到的丝氨酸线性图如图2所示。表明丝氨酸在浓度为0.25～10.0g/l范围内呈良好线性关系。
[0104]
实施例4
[0105]
本实施例考察方法的稳定性。本实施例采用的仪器设备、试剂和检测条件如下：
[0106]
高效液相色谱仪：赛默飞dionex ultimate 3000；vwd紫外检测器；
[0107]
色谱柱：赛默飞syncronis c18(5μm，4.6
×
250mm)；
[0108]
柱温：30℃；
[0109]
波长：215nm；
[0110]
流速：0.8ml/min；
[0111]
进样量：10μl；
[0112]
流动相：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0113]
流动相体积比：1000：70。
[0114]
稳定性考察具体操作步骤：
[0115]
(1)取丝氨酸原料0.3g，置于100ml的容量瓶中，用去离子水，定容至刻度线，摇匀即得浓度3g/l的丝氨酸溶液。
[0116]
(2)并在溶液配置后0h、5h、10h、14h、18h、24h，精准吸取丝氨酸溶液10μl，注入液相色谱仪测定，记录色谱图，计算丝氨酸峰面积(a)。得到的实验结果如表1所示。
[0117]
表1稳定性考察结果
[0118][0119]
根据实验结果可知，丝氨酸峰面积的rsd为1.54％，表明丝氨酸溶液在24h内稳定。
[0120]
实施例5
[0121]
本实施例考察该方法的耐用性，采用仪器设备及检测条件如下：
[0122]
高效液相色谱仪：赛默飞dionex ultimate 3000；vwd紫外检测器；
[0123]
色谱柱：赛默飞syncronis c18(5μm，4.6
×
250mm)；
[0124]
柱温：20℃、30℃、40℃；(当改变柱温时，其他色谱条件同实施例1)。
[0125]
进样量：5μl、10μl、20μl；(当改变进样量时，其他色谱条件同实施例1)。
[0126]
波长：190nm、215nm、220nm、230nm；(当改变波长时，其他色谱条件同实施例1)。
[0127]
流速：0.8ml/min、1.0ml/min、1.5ml/min；(当改变流速时，其他色谱条件同实施例1)。
[0128]
流动相：
[0129]
e流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0130]
f流动相a为0.01mol/l磷酸氢二钾和0.001mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0131]
g流动相a为0.1mol/l磷酸氢二钾和0.01mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇；
[0132]
(当改变流动相组成时，其他色谱条件同实施例1)；
[0133]
流动相a和流动相b的体积比：1000：50、1000：70、1000：90；(当改变流动相a和流动相b的体积比时，其他色谱条件同实施例1)。
[0134]
耐用性考察具体操作步骤：
[0135]
1、配制对照品溶液：精准称取丝氨酸对照品适量，用去离子水定稀释得到浓度为20g/l丝氨酸对照贮备溶液；取适量对照贮备溶液，用去离子水稀释得到丝氨酸浓度为10g/l的标品丝氨酸溶液。
[0136]
2、配制供试品溶液：取丝氨酸原料1g(已知含量为99.68％)，分别置于100ml的容量瓶中，用去离子水，定容至刻度线，摇匀即得浓度为10g/l的丝氨酸溶液。取上述溶液用0.45μm水系滤膜过滤，取滤液作为样品供试液。
[0137]
3、检测：分别精密吸取对照品溶液、供试品溶液10μl，分别注入液相色谱仪，按照表2所设的色谱参数进行检测，利用紫外检测器进行检测，记录色谱图，通过外标法计算原料中丝氨酸的含量。得到得实验结果如表2所示。
[0138]
表2：耐用性考察试验结果
[0139]
[0140][0141]
由表2可看出原料丝氨酸含量的rsd为0.428％，表明本发明方法的耐用性很好。
[0142]
实施例6
[0143]
本实施例考察流动相的影响，采用仪器设备及检测条件如下：
[0144]
仪器：dionex ultimate 3000高效液相色谱仪；vwd紫外检测器；
[0145]
色谱柱：赛默飞syncronis c18(5μm，4.6
×
250mm)；
[0146]
柱温：30℃；
[0147]
波长：210nm；
[0148]
流速：1.0ml/min；
[0149]
进样量：10μl；
[0150]
流动相采用如下：
[0151]
d1：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇，流动相体积比为1000：70；
[0152]
d2：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.02mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为无水乙醇，流动相体积比为1000：70；
[0153]
d3：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为10％甲醇，流动相体积比为1000：70；
[0154]
d4：流动相a为0.05mol/l磷酸氢二钾和0.005mol/l癸烷磺酸钠的混合溶液，ph值为2.3，流动相b为乙腈，流动相体积比为1000：70。
[0155]
检测具体的操作步骤如实施例5，对已知含量为99.94％的丝氨酸样品进行检测。得到的实验结果如表3所示。
[0156]
表3：流动相考察试验结果
[0157]
流动相对照峰面积供试品峰面积样品丝氨酸含量(％)d1///d29.289.1293.27d3///d49.188.5292.76
[0158]
通过表3实验数据可知，当采用流动相d1时，流动相a中不添加癸烷磺酸钠，会影响
检测样品的保留时间，从而无法检测到有效实验结果。当采用流动相d3时，选用10％甲醇作为流动相b时，色谱分离度差，无法检测到有效实验结果，实验结果如图4所示。
[0159]
当采用流动相d2时，癸烷磺酸钠添加量过大，会严重影响色谱柱对样品的分离效果，使得检测结果不精确。当采用流动相d4时，采用乙腈作为流动相，仪器平衡耗时长，基线不平稳，从而会影响检测结果的精准性，实验结果如图5所示。采用流动相d2和d4，虽然可以获得实验结果，但丝氨酸含量检测结果与丝氨酸理论含量(99.94％)相差大。
[0160]
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。