简化液液萃取（SLE）在生物乙醇生产中的应用

2021-05-23 15:50:29 艾杰尔-飞诺美（Agela & Phenomenex）

使用木质纤维素生物质生产乙醇的方法中，会涉及到在较高温度（140至200°C）及稀释酸（例如0.3 – 2％的硫酸）条件下的预处理方法。这是为了从纤维素中释放出大量的葡萄糖用于后续发酵或化学转化。但是，该方法的缺点是多酚大分子木质素会部分降解为较小的酚类，该酚类会与糖类一起释放到水解物中。这些酚类化合物对微生物有毒性，会成为潜在的发酵抑制剂。

因此，在优化预处理的过程中，对此类分析物的分析就变得尤为重要。较常用的分析方法是将该酚类化合物使用有机溶剂（例如乙酸乙酯）进行液-液萃取，然后通过GC / MS方法进行分析。虽然液-液萃取的方法行之有效，但其耗时久，需要4次单独的萃取以及多个离心步骤。为了节约时间及减少样品处理步骤，本方法使用了Novum SLE进行简化液液萃取（SLE）操作，节省了大量时间，并减少了所需的移液处理步骤。

简化液液萃取（SLE）程序

将来自预处理步骤的加标水解产物的400 µL等分试样装入Novum SLE MAX 96孔板（货号：8E-S138-5GA）的孔中。使样品浸入吸附剂5分钟，然后使用乙酸乙酯洗脱目标分析物。同时，通过测定三个不同的体积，1x 0.4 mL（样品B），1x 0.8 mL（样品C）或2x 0.4 mL（样品D）乙酸乙酯，来确定最有效的洗脱体积。洗脱后，不进行乙酸乙酯的进一步干燥。

GC / MS程序

在进行GC分析之前，将100 µL提取物的等分试样（样品A – D）与50 µL BSTFA在70°C下培养30分钟，然后通过GC / MS进行分析。因为未处理样品的样品成分可能由于较长的运行时间（67分钟）而改变，因此提取均重复三次，并按以下顺序进行重复（1-3）：样品A1 – D1，然后A2 – D2，然后A3 – D3，以避免任何偏差。将1 µL以不分流方式注入ZB-5MS毛细管GC柱（30 m x 0.25 mm x 0.25 µm）。

结果和讨论

图1显示了使用3种洗脱步骤（0.4 mL，0.8 mL和2x 0.4 mL）从Novum SLE MAX 96孔板洗脱的水解物中选择的25种酚类化合物的相对回收率，与常规液-液萃取所得数据的对比图（图表上= 100％）。

总体而言，与传统液-液萃取处理过程相比，Novum SLE萃取所产生的回收率与其相当，但是所需时间减少了五倍。与0.8 mL和2x 0.4 mL体积洗脱体积相比，0.4 mL乙酸乙酯洗脱导致分析物的回收率普遍较低。因此，将洗脱液体积增加到0.8 mL可以提高回收率，且大多数回收率可达到 90％以上。同时，与0.8 mL的等分试样相比，分两步（0.4x 2 mL）洗脱的0.8 mL洗脱体积并不会提高回收率。

结论

当使用Novum™SLE MAX 96孔板提取0.4 mL的稀酸植物水解液时，洗脱体积为0.8 mL的乙酸乙酯可对大多数酚类分析物可实现90％以上的高回收率，且无需进一步干燥乙酸乙酯即可确保衍生及后续GC / MS分析的顺利进行。与传统的液-液萃取相比，样品制备时间最多可减少五倍。同时，通过减少所需的移液处理步骤，Novum SLE萃取也大大简化了样品制备的操作。