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使用Cary熒光分光光度對飲料中的 奎寧進行定量分析
閱讀：1087 發布時間：2022-1-6前言：每一道快速有效的制造工藝均基于精心設計與有條不紊的質量控制方案，該方案可在提高生產力的同時確保產品質量。發現缺陷后，生產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生產的 解決方案都是一種巨大優勢。 準確可靠的無縫篩查過程對快速發現生產異常至關重要。對于需要快速測量的應用，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域是常規熒光分光光度法，因為該方法難 以使抗室光干擾特性達到實現準確而可重現測量所需的水平。光纖熒光分析解決方案可 縮短測量時間，可為來自各種應用的樣品提供準確而穩定的數據，還可通過簡化分析流 程和降低整體使用維護成本來節省經費。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其他光譜方法的 1000 倍。該技術還具有高選擇性和易 用性，并在 QA/QC 應用中得到廣泛使用。Cary Eclipse 熒光分光光度計以實現*抗室 光干擾特性的理念進行設計與制造，是一款產品。該儀器確保使用光纖獲得 重要測量優勢（無需使用比色皿、縮短分析時間以及減少潛在污染）的同時不損失結果 質量。本應用簡報使用食品和飲料行業的示例闡述了 Cary Eclipse 的*優勢。
食品和飲料質量受到的審查力度已變得嚴格，食品生 產的所有領域都需要更高標準的質量和工藝控制。這就需要靈敏 而快速的分析技術。熒光分光光度計是食品生產眾多方面中非常 重要的技術，因為這款儀器可提供多種食品系統中關鍵物質的詳 細、實時觀察結果，這些關鍵物質包括蛋白質、維生素、次級代 謝產物、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雜的分析挑戰。因 此，本簡報旨在設計一個實驗方案，以幫助用戶在含有奎寧的溶 液質量未達到客戶的嚴格指標時做出“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 準品或樣品注入比色皿并分析其含量的傳統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徹 底清洗。另外還使用配備光纖探頭的 Cary Eclipse的遠程測 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測量的三分之二。使用 WinFLR 中的掃 描軟件應用程序來采集和處理所有數據。 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*的風味。奎寧也是一種 熒光物質，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。
結果與討論 創建校準曲線 使用硫酸奎寧和 0.05 M H2SO4 制備了五份不同的標準溶液，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 份經過稀釋的校準標樣，濃度介于 3.06 × 10–6 mol/L (1 ppm) 至 3.06 × 10–7 mol/L (0.1 ppm) 之間，并將這些標準溶 液裝于標準 PET 反應玻璃樣品瓶（直徑 16 mm）中。將每個濃度的樣品轉移至標準 10 × 10 mm 比色皿中并測量得到 校準曲線。另外還通過將光纖探頭浸入每個反應玻璃樣品瓶中來 測量這些標準溶液，并根據測量結果再次對校準曲線進行計算， 以獲得標準濃度和熒光強度之間的關系。
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，振搖去除溶解態二氧化碳，然后用 500 mL 0.05 M H2SO4 稀釋（稀釋比 1:100）。根據校準標樣方法 將每份未知樣品分別轉移至 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過稀釋的通力水樣品。 生產環境中的樣品 這些生成校準曲線然后測量多個未知物的模擬實驗準確重現了法 規實驗室中的情形。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環境中的固有熒光化學物質進行無 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閉狀態時測得的歸一化發射光譜。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度與標準溶液中已知 奎寧濃度之間的關系可快速、簡便而準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。
通過測量結果可得出以下幾個重要結論： • 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 • 采用傳統比色皿測量方法或使用 Cary Eclipse *的遠程傳感 光纖探頭功能能夠準確、可重現地對適當分子進行定量分析 • 市售瓶裝通力水中的奎寧濃度根據品牌而各不相同 • 市售通力水的奎寧濃度為 50-60 ppm（表 2），低于美國食品 藥品監督管理局允許的最大奎寧濃度 83 ppm [4]
結論：配備光纖附件的 Agilent Cary Eclipse 可快速、簡便、準確地測量 飲料和食品中的熒光物質。研究證實了使用光纖附件進行的測量 和使用標準石英玻璃比色皿進行的測量準確度相當。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。光纖附件不僅可準確而可重現地測量極少量樣品，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 實驗室進行常規熒光分析應用的理想儀器。