[论文解读] Determination of carbohydrates in infant milk powders by ultra-performance liquid chromatography with evaporative light scattering detector and BEH HILIC column

Hyon-Hui Ri, Yong-A Choe+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 20, 2017

Diet, Metabolism, and Disease被引用 3

一句话总结

本研究开发并验证了一种超高效液相色谱法（UPLC），结合蒸发光散射检测器（ELSD）与BEH HILIC色谱柱，用于婴儿奶粉中五种关键碳水化合物——果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖和低聚果糖的同步定量分析。该方法实现了基线分离，检测限低至16.4 mg/L，精密度和回收率优异（95.0–105.4%），证明了其在婴儿配方奶粉常规质量控制中具有高准确度和强 robust 性。

ABSTRACT

The possibility of carbohydrate separation in BEH HILIC (Ethylene Bridged Hybride, Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography) column was studied by ultra-performance liquid chromatography (UPLC) with evaporative light scattering detector (ELSD) and mobile phase containing amine compounds as modifiers. The chromatography conditions and ELSD parameters were optimized to separate five typical carbohydrates and applied to analysis of four infant milk powders. The linear ranges of carbohydrate determination were 20-300mg/L for fructose and glucose, 20-250mg/L for sucrose and lactose, and 35-180mg/L for fructo-oligosaccharide. The LODs were 16.4mg/L for fructose and glucose, 17.3mg/L for sucrose, 20.0mg/L for lactose, and 46.7mg/L for fructo-oligosaccharide. Relative standard deviations (RSDs) ranged between 3.45-4.23%, 1.46-4.17%, 4.14-5.60%, 1.39-4.09%, and 2.49-3.61% for fructose, glucose, sucrose, lactose, and fructo-oilgosaccharide, respectively and recoveries ranged between 95.0 and 105.4%

研究动机与目标

• 开发一种可靠的分析方法，用于婴儿奶粉中多种碳水化合物的同步测定。
• 解决使用UPLC-ELSD分离极性碳水化合物时高保留与高灵敏度的挑战。
• 优化液相色谱条件与ELSD参数，以提高分辨率和检测限。
• 对方法进行验证，评估其在不同碳水化合物浓度范围内的准确度、精密度和线性关系。

提出的方法

• 采用超高效液相色谱（UPLC）结合BEH HILIC色谱柱，以增强极性碳水化合物的分离效果。
• 使用含胺类化合物作为添加剂的流动相，以改善亲水性分析物的峰形与保留性能。
• 采用蒸发光散射检测器（ELSD）对无发色团的碳水化合物进行灵敏、非破坏性检测。
• 优化UPLC参数，包括流速、柱温及梯度洗脱条件，以实现果糖、葡萄糖、蔗糖、乳糖和低聚果糖的基线分离。
• 开展系统适用性测试及方法验证，包括线性关系、检测限（LOD）、定量限（LOQ）、精密度和回收率。

实验结果

研究问题

• RQ1 BEH HILIC-UPLC-ELSD能否实现婴儿奶粉中五种主要碳水化合物的基线分离？
• RQ2 在碳水化合物定量分析中，实现高灵敏度与高精密度的最优UPLC与ELSD参数是什么？
• RQ3 在所开发的方法下，每种碳水化合物的检测限与定量限分别是多少？
• RQ4 该方法在不同浓度水平及真实婴儿奶粉样品中是否具有高准确度与高重现性？

主要发现

• 果糖和葡萄糖的线性范围为20–300 mg/L，蔗糖和乳糖为20–250 mg/L，低聚果糖为35–180 mg/L。
• 检测限分别为：果糖和葡萄糖16.4 mg/L，蔗糖17.3 mg/L，乳糖20.0 mg/L，低聚果糖46.7 mg/L。
• 相对标准偏差（RSD）在1.39%至5.60%之间，表明所有分析物均具有高精密度。
• 所有碳水化合物的回收率均在95.0%至105.4%之间，证实了方法的高准确度与可靠性。
• 该方法成功分离并定量了四种市售婴儿奶粉样品中的全部五种碳水化合物，结果一致可靠。
• 使用胺类修饰的流动相显著改善了极性碳水化合物在BEH HILIC色谱柱上的峰对称性与保留性能。