应用方案|流动注射法的前沿应用(三)

2023-08-25 14:40:50 上海安杰智创科技股份有限公司


流动注射法的前沿应用(三)




1

流动注射法原理



流动注射分析技术(FIA)是丹麦科学家于1974年创立的一项新的流动分析技术,是溶液自动在线处理及测定的现代分析技术。它具有分析速度快、准确度和精密度高、设备和操作简单、通用性强、试样和试剂用量少等一系列优点。Ruzicka等1988年在其专著第二版中对流动注射分析作的定义为:向流路中注入一个明确的流体带,在连续非隔离载流中分散而形成浓度梯度,从此浓度梯度中获得信息的技术。
流动注射分析技术已经广泛应用于环境监测、医药和临床化验、工业在线分析等领域,同时也应用于化学反应动力学机理、络合物的形成过程及生化反应等理论研究。



2

基于流动注射-Qtrap质谱技术的

九里香属植物的鉴别分析[1]


      九里香属Murraya植物属于芸香科Rutaceae,主要分布于亚洲热带及亚热带地区,全世界约有14种及2变种,我国有9种及1变种,主要分布于广东、广西、海南等地。该属植物在我国和东南亚地区被广泛药用,主要用于治疗头痛、牙痛、胃痛、风湿骨痛、跌打肿痛等疾病[2]。其中九里香和千里香为中药九里香药材的法定基原植物,收载于《中华人民共和国药典》(2020版),具有行气止痛,活血散瘀之功效[3]。植物学家根据植物形态分类学和化学分类学将九里香属植物分为两个组:九里香组和棕茎组。九里香组包括九里香、千里香和翼叶九里香。棕茎组包括小叶九里香)、广西九里香、四数九里香、豆叶九里香、调料九里香)、兰屿九里香和大叶九里香[4]。

      研究表明,两组植物所含的化学成分类型不同,九里香组植物主要含有8-异戊烯基香豆素和多甲氧基黄酮等,棕茎组植物则富含咔唑生物碱类化合物[5-11]。然而,目前关于该属的研究主要集中于各种化学成分的分离与结构鉴定,关于该属植物化学成分的系统分析未见报道。另外,由于同属植物外观的相似性,使得根据形态区分九里香组与棕茎组植物,以及同一组内的植物,如九里香和千里香,存在一定难度,因此,寻找简便、准确、高效的鉴别和区分方法尤为重要。

      梁海珍等采用流动注射技术结合Qtrap质谱特有的分歩多离子监测扫描方式,首次对8种九里香属植物进行了较为快速的鉴别区分。每个样品分析仅需要5min,便可检测约600个化合物。将质谱信息经过处理后,采用多元统计软件进行分析,发现九里香组和棕茎组植物各自聚集,分类明显,表明两组植物间的化学成分存在差异。进一步对质谱数据进行分析,发现其能直观反映不同植物中的成分类别:其中九里香和翼叶九里香主要含有香豆素类成分,千里香富含多甲氧基黄酮,棕茎组植物则主要含有咔唑生物碱类成分,与作者之前对该属植物的系统化学成分分析结果一致。总之,本研究证实FI-Qtrap-MS技术可用于药用植物的快速鉴别,实现同属植物的快速区分,为其化学分类学提供参考,同时该技术也为中药材的质量评价提供新方法。


    流动注射-质谱技术(flowinjection-massspectrometry,FI-MS)是指样品无需经过色谱分离,直接进样到质谱进行分析的方法。短时间内即可得到样品的总离子流图和质谱信息,近年逐渐被用于快速代谢组学研究及指纹图谱分析[11-12]。FI-MS技术虽然具有高通量和节省时间的优势,但由于没有液相色谱的分离功能,且经常发生质量偏移,故对其结果的分析非常困难[12]。为了解决FI-MS存在的问题,以九里香属植物为例,将FI-MS技术与Qtrap质谱特有的分步多离子检测方式相结合,对所有的离子信息进行检测,通过固定离子对的数目,获得不同样品包含相同数目变量的数据文件,以此实现对药用植物的快速鉴别和相似植物的快速区分。



  3

在线反应柱—流动注射分光光度

法快速测定水中硫化物的含量[13]


      榆神能源化工厂火炬冷凝液中硫化物含量较高,其中的硫化物易扩散于空气中,产生浓烈的臭味,对人体健康有危害[14-16]。目前,硫化物测定方法主要有碘量法、分光光度法、原子吸收光谱法、分子吸收光谱法、分子发射光谱法。其中,碘量法、分光光度法步骤繁多;目前采用的流动注射分光光度法在测定过程中易产生硫化氢气体,实验过程不安全。本文采用在线反应柱—流动注射分光光度法测定水中硫化物含量的方法,不存在三价铁的影响,实验过程中安全可靠,方便快速,可用于水中硫化物的批量测定,及时配合装置生产分析。

郭尊礼等建立了一种在线反应柱——流动注射分光光度法测定水中硫化物含量的方法,该方法引入在线柱,在线柱的填料是能够饱和吸附Fe3+的马来酸酐-丙烯酰胺共聚物颗粒。实验考察了在线柱的长度、反应时间、溶液流速、共存物质的影响,确定了实验最佳条件。该方法的原理是在采用亚甲基兰流动注射分光光度法测定工业废水中硫化物的方法中,由于合成的马来酸酐-丙烯酰胺共聚物对Fe3+有很强的吸附性,当水样与醋酸锌生成的硫化锌在酸性条件下与对氨基二甲苯胺盐酸盐流经在线柱时,与在线柱中的Fe3+反应生成亚甲基蓝,生成的亚甲基蓝不会被在线柱吸附从而进入水相流入检测器中,在650nm处测定其吸光度值,吸光度值与硫化物浓度成正比,从而可测定硫化物的含量。



结果表明,硫化物浓度在0~10mg/L范围内与吸光度值呈现良好的线性关系,检出限为0.032mg/L,相对标准偏差RSD为0.75%。

 参考文献

[1]梁海珍,袁硕,高鹏等.基于流动注射-Qtrap质谱技术的九里香属植物的鉴别分析[J/OL].药学学报:1-14[2023-08-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2163.r.20230714.1157.008.html.

[2] China State Administration of Traditional Chinese Materia Medica Editorial. Traditional Chinese Materia Medica (中华本草) [M]. Vol 4. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1999: 941-948.

[3]State Pharmacopoeia Commission of the P. R. China. Pharmacopoeia of the People’s Republic of China (Chinese Edition 2020) (中华人民共和国药典) [S]. Vol I. Beijing: China Medicinal Science and Technology Press, 2020.

[4] Zou LX, Yang LX, Yang CR. A SEM observation on taxonomic and pharmacognostical identification of genus Murraya produced in China [J]. China J Chin Mater Med (中国中药杂志), 1999, 24: 711-714, 762.

[5] Ma X, Chen H, Zhu S, et al. Trimeric and dimeric carbazole alkaloids from Murraya microphylla [J]. Molecules, 2021, 26: 5689.

[6] Aniqa A, Kaur S, Sadwal S. A review of the anti-cancer potential of Murraya koenigii (Curry Tree) and its active constituents [J]. Nutr Cancer, 2022, 74: 12-26.

[7] Chen YM, Cao NK, Tu PF, et al. Chemical constituents from Murraya euchrestifolia. [J]. China J Chin Mater Med (中国中药杂志), 2017, 42: 1916-1921.

[8] Lv HN, Wang S, Zeng KW, et al. Anti-inflammatory coumarin and benzocoumarin derivatives from Murraya alata [J]. J Nat Prod, 2015, 78: 279-285.

[9] Liang HZ, Du ZY, Yuan S, et al. Comparison of Murraya exotica and Murraya paniculata by fingerprintanalysis coupled with chemometrics and network pharmacology methods [J]. Chin J Nat Med, 2021, 19: 713- 720.

[10] Yang JS, Su YL. Studies on the constituents of on the constitutuents of Murraya paniculata (L.) Jack [J]. Acta Pharm Sin (药学学报), 1983, 18: 760-765.

[11] Xie FZ, Ming FZ, Chen RY, et al. Studies on the chemical constituents of Murraya kwangsiensis [J]. Acta Pharm Sin (药学学报), 2000, 35: 826-828.

[12] Artati A, Prehn C, Lutter D, Dyar KA. Untargeted and targeted circadian metabolomics using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and flow injection-electrospray ionization-tandem.

mass spectrometry (FIA-ESI-MS/MS) [J]. Methods Mol Biol, 2022, 2482: 311-327.

[13]郭尊礼,王玲燕,朱瑞龙.在线反应柱—流动注射分光光度法快速测定水中硫化物的含量[J/OL].应用化工:1-7[2023-0809].DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20230628.004.

[14] 马伟,铝酸钠溶液中硫化物危害及其防治[J]. 中国金属通报,2019, 30(6):160-161.

[15] 梁培瑜,张世金, 邓觅等.化学沉淀法去除含硫废水COD的试验研究[J].应用化工,2022,4(51):1060-1064.

[16] 韩蓓.油田污水中硫及硫化物的危害羽处理方法比较[J]. 环保与节能, 2018,21(7):195.


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