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高效液相色谱-质谱联用测定胶原蛋白中的羟脯氨酸

2021-02-21 来源:意榕旅游网
维普资讯 http://www.cqvip.com 2008年9月 September 2008 色 谱 VO1.26 N0.5 595~598 Chinese Journal of Chromatography 摘要:建立了一种简单、快速地测定胶原蛋白中羟脯氨酸(HYP)的高效液相色谱一电喷雾质谱(HPLC·ESI/MS)方 法。胶原蛋白经酸水解后,以乙腈一0.05%的三氟乙酸水溶液(体积比为5:95)为流动相,以1.0 mL/min的流速在 C 反相柱上进行分离。以茶氨酸为内标,利用质谱定性定量测定HYP。在电喷雾正离子模式下,对m/z 132和 m/z 175离子进行选择离子监测。在11.7~117 mg/L范围内,HYP与内标物茶氨酸的峰面积比和HYP的质量浓 度呈良好的线性关系,相关系数为0.999 3。含量测定的相对标准偏差为1.87%,回收率为97.85%~101.76%。此 方法流动相简单,分析时间短且无需衍生处理,抗干扰能力强,能准确快速地测定胶原蛋白中HYP的含量。 关键词:高效液相色谱一质谱;羟脯氨酸;胶原蛋白 中图分类号:0658 文献标识码:A 文章编号:1000—8713(2008)05—0595—04 栏目类别:研究论文 Abstract:A simple,rapid and accurate method for the determination of hydroxyproline in col— lagenous proteins by high performance liquid chromatography—electrospray mass spectrometry (HPLC—ESI/MS)was developed.After hydrolysis of collagenous proteins with hydrochloric acid,the hydroxyproline was separated on a Spherigel C 8 column using acetonitrile一0.05%trif- luoroacetic acid aqueous solution(5:95,v/v)at a flow rate of 1.0 mL/min.Theanine was used as the internal standard for the quantmcation. Hydroxyproline was identiifed and quanti— lfed by electrospray ionization mass spectrometyr(ESI—MS),which was operated in positive ion mode while the m/z 132 and m/z 175 ions were recorded in the selective ionization monito— ring(SIM)mode.The peak area ratio of hydroxyproline to theanine versus the hydroxyproline concentration was linear over a concentration range of 1 1.7~1 1 7 mg/L for hydroxyproline.The correlation coefifcient was 0.999 3.The reproducibility and average recovery of the method were 1.87%and 98.85%respectively.The method has the advantages of easy operation,with— out derivatization,less analysis time,good precision and accuracy. Key words:high performance liquid chromatography—mass spectrometyr(HPLC—MS); hydroxyproline;collagenous proteins 羟脯氨酸(hydroxyproline,HYP)是一种亚氨 量,从而确定胶原蛋白的总体水平 。 基酸,通常在脯氨酸的第4位上带有羟基(见图1), HO但有时也在第3位上。HYP是胶原蛋白的主要组 \H2 H、C/C、 成成分,不属于20种常见的氨基酸 。HYP约占  1CH—COOH H2C~N H 胶原蛋白中氨基酸总量的10%,而在其他蛋白质中 含量甚微,这使得它几乎成为胶原蛋白所特有的成 图I 4-羟脯氨酸的结构式 Fig.I Structure of 4-hydroxyproline 分,因而可通过测定HYP含量来计算胶原蛋白的含 收稿日期:2007—12-30 第一作者:夏金根,硕士研究生.Tel:(0731)8865515,E—mail:xiajingen@gmail.corn 通讯联系人:陈波,教授.Tel:(0731)8865515,E—mail:dr—chenpo@vip.sina.corn. 维普资讯 http://www.cqvip.com

596· 色 谱 1.2.2质谱备件 第26卷 羟脯氦酸的传统测定方法是氯胺T法 ,其 基本原理是:先把含有HYP多肽的蛋白质、组织、血 离子源:ESI,电喷雾离子化正离子采集模式 (ESI );质量扫描范围:40~300 U;毛细管电压: 清、腹水或尿液等水解成游离的HYP,游离的HYP 被氧化后再与对二甲氨基苯甲醛(PDAB)在一定温 度下发生反应,生成红色的吡咯化合物,最后通过分 光光度计比色或其他的方法检测出水解液中HYP 的含量。氯胺T法的特异性差,灵敏度低,影响因 3.5 kV;锥孑L电压:25 V;萃取电压:4.0 V;射频电 压:0.5 V;源温度:103℃;脱溶剂温度:300℃;脱溶 剂气速度:280 L/h;锥孔反吹气速度:60 L/h;选择 离子监测模式(SIM),选择离子为m/z 132和m/z 素较多,目前研究及应用的已不多。 近年来,柱前衍生高效液相色谱法测定HYP的 报道较多,但衍生步骤比较繁琐,衍生条件限制较 多 ’ ,而且影响检测的准确性,从而限制了其发展 前景。另外,也有在200 ilin波长下直接检测出氨 基酸的报道 。,但检测灵敏度较低,杂质峰干扰较 大。与其他技术相比,高效液相色谱一电喷雾质谱联 用技术(HPLC—ESI/MS)可以提供丰富的结构信息, 显著提高了检测的准确度、灵敏度,操作简单 ’ 。 但利用HPLC—ESI/MS技术测定胶原蛋白中HYP 含量的文献报道甚少。我们采用此法测定了胶原蛋 白中的HYP,充分利用了液相色谱的分离能力和质 谱的定性定量能力,节省了样品的处理时间和分析 时间 1 实验部分 1.1仪器与试剂 Waters 2695分离单元,配有自动进样器;Wa— ters Micromass ZO 2000质谱检测器,配有电喷雾 电离源(ESI);AL204电子天平(上海梅特勒一托利 多仪器有限公司);MTN一2800D型氮吹仪(天津奥 特赛恩斯仪器有限公司)。 L一羟脯氨酸标准品(纯度≥98.5%,杰辉生物技 术有限公司),L一亮氨酸标准品(纯度≥98.0%,上海 源聚生物科技有限公司),L一异亮氨酸标准品(纯度 ≥98,0%,天津市光复精细化工研究所),L一精氦酸 标准品(纯度≥98,5%,杰辉生物技术有限公司),茶 氨酸标准品(纯度≥99,0%,进口);胶原蛋白美白胶 囊(广东威士雅保健品有限公司);三氟乙酸(进 口),乙腈、甲醇为色谱纯,盐酸为分析纯;纯净水用 Millipore公司的Milli—O纯水系统(Bedford,MA) 制得。 1.2液相色谱一质谱条件 1.2.1 液相色谱条件 色谱柱为Spherigel C 柱(200 mm×4,6 mm, 5 txm,大连江申分离科学科技公司);流动相为乙 腈一0.05%三氟乙酸水溶液(体积比为5:95),流速 为1.0 mL/min;柱温为室温;进样体积为10 L,以 0.2 mL/min的分流速度进质谱检测器。 175。 1.3标准溶液的配制 精密称取58.5 mg HYP标准品于50 mL容量 瓶中,加水溶解定容,得1.17 g/L的标准储备液。 精密称取20.1 mg茶氨酸标准品于50 mL容量瓶 中,加水溶解定容,得0,402 g/L的内标物溶液。精 密吸取不同体积的标准溶液,加入相同体积的内标 物溶液,适量稀释至HYP的质量浓度分别为11.7, 29.25,58.5,87.75和1 17 mg/L的标准系列溶液 (其中内标物茶氨酸的质量浓度为80.4 mg/L)。 1.4样品处理 取胶原蛋白美容胶囊5粒,去壳、混匀,精密称 取0.052 0 g,加6 mol/L盐酸一0.5%苯酚溶液10 mL,真空封管,于1 10℃下水解24 h,挥干溶 剂 ,加水溶解,加入内标物溶液5 mL,加水定容 至25 mL,过0.45 txm纤维素微孔滤膜,滤液直接 进高效液相色潜/质谱仪检测。 2结果与讨论 2.1流动相和内标物的选择 胶原蛋白水解之后生成多种氨基酸,其中亮氨 酸和异亮氨酸的相对分子质量(M )与HYP的 都为131,其准分子离子峰m/z都为132,故需排除 以上两种氨基酸的干扰。本文分别采用不同比例的 乙腈一水、甲醇一水、乙腈一0.05%甲酸水溶液、乙腈一 0,05%三氟乙酸水溶液对HYP(50 mg/L)、亮氨酸 (50 mg/L)和异亮氨酸(25 mg/L)标准溶液进行等 度洗脱,意在对这3种氨基酸进行色谱分离,消除干 扰。结果表明,当流动相为乙腈一水、乙腈一0,05%甲 酸水溶液和乙腈一0.05%三氟乙酸水溶液(体积比均 为5:95)时,上述3种氨基酸均能达到基线分离。 流动相为乙腈一0.05%三氟乙酸水溶液(体积比为5 :95)时上述3种氨基酸的SIM色谱图见图2。 质谱多采用内标法进行定量测定。茶氨酸是茶 叶中特有的游离氨基酸,不存在于胶原蛋白中,因此 本实验选用茶氨酸作为定量内标。同时,考虑到样 品水解液中可能存在精氨酸,而精氨酸的 与内 标物茶氨酸的 均为l74,其准分子离子峰m/z 都为175。在相同的液相色谱条件下,用上述3种 维普资讯 http://www.cqvip.com 第5期 \8§punq∞ 夏金根,等:高效液相色谱一质谱联用测定胶原蛋白中的羟脯氨酸 。597- ∞ 鲫 ∞ ∞ 0 J … U 图2 (I)羟脯氨酸、(Ⅱ)亮氨酸和(m)异亮氨酸的 选择离子m/z 132的质量色谱图 Fig.2 Mass chromatogram(m/z 132)of (1) hydroxyproline, (Ⅱ)leu- cine and(m)isoleucine 流动相对茶氨酸(80 mg/L)和精氨酸(50 mg/L)进 行洗脱,发现当流动相为乙腈一0.05%j氟乙酸水溶 液(体积比为5:95)时,茶氨酸与精氨酸能达到较好 的分离(见图3)。 ,/mi 图3 (1)精氨酸和(Ⅱ)茶氨酸的选择离子 m/z 175的质量色谱图 Fig.3 Mass chromatogram(m/z 175)of (I)arginine and(Ⅱ)theanine 胶原蛋白水解后主要含有各种氨基酸,用质谱 定性定量检测HYP时,只需考虑与其 相同的氨 基酸,其他氨基酸的影响很小。每次样品处理完后, 用3~4倍柱容量的乙腈一0.05%三氟乙酸水溶液 (体积比为90:lO)冲洗色谱柱,使其回到初始条件, 避免非极性物质对色谱柱及质谱检测器的影响。 2.2质谱条件的优化 为了得到HYP的最佳质谱响应,提高其灵敏 发,实验中利用流动注射法(flow injection analy— sis,FIA)对其质 参数进行优化。由于HYP的结 构中既有亚氨基又有羧基,因此正离子模式和负离 子模式下都应有较好的响应。但经过实验比较,发 现其在正离子模式下的响应更好。根据各质谱参数 对HYP响应和裂解方式的影响情况,主要对锥孔电 压进行了调节。本实验考察了在10,15,20,25,30 和35 V的锥孔电压下HYP的响应信号。结果表 明:锥孔电压为30 V时,HYP的响应值达到最大; 超过30 V后,其响应信号反而减小,碎片离子增加。 适当调节其他质谱条件进一步优化,最后确定了 “1.2.2”节所述的质谱条件。 在优化的质谱条件下,HYP标准品(50 mg/L) 的质谱图见图4-a,m/z 1 32为其准分子离子[M+ H] 。茶氨酸标准品(80 mg/L)的质谱图见图4-b, m/z 175为其准分子离子[M+H] 。 ∞ ∞ ∞ ∞ 0 l ’5 b 50 1O0 1 50 200 250 300 图4 (a)羟脯氨酸和(b)茶氨酸的选择离子质谱图 Fig.4 SIM mass spectra of(a)hydroxyproline and(b)theanine 2.3线性关系、检出限和定量限 对加有内标的一系列浓度的HYP标准溶液进 样检测,每个浓度的试样平行分析3次,用HYP与 茶氨酸峰面积比的平均值(y)对HYP质量浓度(X, mg/L)做标准曲线,得到线性方程:y=0.027X一 0.0 J1,7—0.999 3;线性范围为11.7~l17 mg/L。 将HYP标准溶液逐级稀释后,测得最低检出限 为0.7 g/L( Ⅳ=3),最低定量限为2.3 g/L (S/N=10)。 2.4重现性实验 平行称取样品粉末5份,按“1.4”节方法进行 处理后测定,HYP含量测定结果的相对标准偏差 (RSD)为1.87%。 2.5加样回收率试验 平行称取胶原蛋白美容胶囊粉末3份,每份约 维普资讯 http://www.cqvip.com

\8 Bpcnq≈0三量Q 598· 色 谱 2.6样品分析 第26卷 30 mg(其中HYP的质量分数为3.63%,约为1.1 mg)。分别加入1 17 mg/L HYP标准溶液5,10,15 内标物茶氨酸(80 mg/L)的选择离子(m/z 175)的质量色谱图见图5一a。实际样品(HYP的质 量浓度约为75 mg/L)和加内标(茶氨酸的质量浓 度约为80 mg/L)后该样品的选择离子(m/z 132, mL,按“1.4”节所述处理后进行回收试验。每个试 样平行处理5份,可得低、中、高加标水平下的平均 回收率(n=5)分别为98.5%(RSD=1.23%), 97.9%(RSD=1.92%)和101.8%(RSD=2.01%) 175)的质量色谱图分别见图5-b和图5一C。 lOO b 1OO /。3uBpc:案0Al耋u 8O 8。 60 ∞ 鲫 ∞ 柏 如 O 善 善60 案 4o 40 2O l 2 { 20  1 0. O O _ 2 3 4 5 6 7 0 1 2 t/m1n \/\ l L 3 4 5 6 7 O 0 … l 2 3 4 5 6 7 t/m1n t/m1n 图5 (a)茶氨酸的选择离子(m/z 175)、(b)实际样品的选择离子(m/z 132,175)和 (C)添加内标的实际样品的选择离子(m/z 132,175)的质量色谱图 Fig.5 SIM chromatograms of(a)theanine(m/z 175),(b)a real sample(m/z 132,175) and(C)the sample spiked with theamine(m/z 132。175) I.hydroxyproUne;2. arginine;3.theanine Chinese and Western Medicine(魏东,陈文慧.现代中西医 3 结语 本文采用高效液相色谱一质谱联用的方法测定 胶原蛋白中HYP的含量。该方法的流动相简单,分 析时间短,且无需对样品进行衍生,操作简便,定量 准确,重现性好,抗干扰能力强,可以用于实际样品 的测定。 结合杂志),2005,14(I8):2 479 [4] Zhang J J,Zeng Q X.Food Science and Technology(张俊 杰,曾庆孝.食品科技),2004(4):83 [5] Tian J,Lfi J.China Pharmacy(田静,吕坚.中国药房), 2003,I4(3):l45 [6] Tang Z Y,Xiao L Y.Li H.Shaanxi Journal of Medical Labo— ratory Sciences(唐志毅,肖路延,李红.陕西医学检验), l999,l4(2):3 [7] Wang Y H,Feng J L,Pan Z Q,et a1.Chinese Journal of 参考文献: Zhang Z Q,Zhao D X,Yang X L Amino Acids&Biotic Re— Health Laboratory Technology(王一红,冯家力,潘振球, 等.中国卫生检验杂志),2006,16(2):161 [8] [9] Jander G,Norris S R,JoshiV.et a1.Plant J,2004,39:465 Ding Y Y,Xie M X,Kang J Chinese Journal of Analytical sources(张自强,赵东旭,杨新林.氨基酸和生物资源), 2006,28(1):55 Chemistry(丁雅韵,谢孟峡,康娟.分析化学),2002,30 (4):418 [2] Zou X L,Li Y Q,Zeng H Y,et a1.Chinese Journal of Chro— matography(邹晓莉,黎源倩,曾红燕,等.色谱),2006,24 (3):263 [10] Miao H,Yang T,Huo J S,et a1.Chinese Journal of Ana— lytical Chemistry(苗虹,杨涛,霍君生,等.分析化学), 2000,28(9):1 091 [3] Wei D,Chen W H Modern Journal of Integrated Traditional 

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