HPLC-RID法同時快速定量分析N-月桂酰基谷氨酸鈉及副產(chǎn)物皂

裴壯壯 周凱強(qiáng) 胡學(xué)一 方 云* 孫 洋 李華山

（1. 江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，江蘇無錫，214122；2. 南京華獅新材料有限公司，江蘇南京，210009）

氨基酸型表面活性劑源于可再生資源，其疏水鏈與氨基酸可通過不同方式連接構(gòu)成[1]。N-月桂?；劝彼徕c（SLG）的原料來源廣泛、產(chǎn)品應(yīng)用性能優(yōu)異以及環(huán)境友好性佳[2-5]，已被廣泛應(yīng)用于個人清潔[6-8]、生物醫(yī)藥[9-10]、潤滑[11]和緩蝕[12]等領(lǐng)域。SLG通常采用肖頓-鮑曼縮合工藝生產(chǎn)，即月桂酰氯與谷氨酸鈉在堿性水/有機(jī)溶劑或水溶劑中反應(yīng)[13-16]。由于月桂酰氯易水解而生成月桂酸皂（SLA），對產(chǎn)品性能造成影響[17]，因此需要建立同時快速分析方法，用于SLG的合成工藝開發(fā)、產(chǎn)品的品質(zhì)監(jiān)控及其應(yīng)用研究。

表面活性劑的定量分析方法主要有兩相滴定法、分光光度法、色譜法、示波極譜法和電化學(xué)分析法等[18]，其中兩相滴定法[13,19]和液相色譜法（HPLC）[20-22]已被用于定量分析SLG產(chǎn)品。早期較多采用兩相滴定法測定?；被峒霸淼目偭浚儆梅爆嵉妮腿》Q重法測定并扣除皂含量[13]，但難以滿足快速分析需要。近期采用HPLC-紫外檢測（UV）法定量分析了SLG，但由于皂缺少特征紫外吸收而難以同時定量分析[20]。HPLC-蒸發(fā)光散射檢測（ELSD）法也被用于定量分析SLG[21]，然而其對漂移管溫度（50 ℃）的要求過于苛刻，未能實(shí)現(xiàn)同時分析。衍生化HPLC-UV法成功解決了同時測定皂的難題，但衍生化操作繁瑣，難以快速測定，且各種脂肪酸回收率不一。本文擬采用HPLC-示差折光檢測（RID），建立同時快速準(zhǔn)確定量分析SLG和SLA混合物的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

月桂酰基谷氨酸（＞99.5 %，LG），實(shí)驗(yàn)室自制[5]；月桂酸(＞99.0%，LA)和乙酸乙酯（AR），上海泰坦科技股份有限公司；甲醇（HPLC）、甲酸（AR）和鹽酸（AR），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；超純水，采用美國Millipore Synergy UV超純水系統(tǒng)自制；SLG產(chǎn)品A（粉體）、B（粉體）、C（液體）和D（液體）、椰油?；劝彼徕c（SCG）產(chǎn)品E（液體），市售。高效液相色譜儀（2695）、示差折光檢測器（2414），美國Waters公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液

稱取1 g（精確至0.1 mg）LG，用流動相定容至50 mL，再逐級稀釋得到系列LG標(biāo)準(zhǔn)溶液；稱取0.2 g（精確至0.1 mg）LA，用流動相定容至50 mL，再逐級稀釋得到系列LA標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2.2 市售樣品溶液配制

稱取0.4 g（精確至0. 1 mg，以干基計）各種SLG和SCG市售產(chǎn)品，加入10 mL水，用6 mol·L-1鹽酸調(diào)節(jié)至pH＝1，再用20 mL乙酸乙酯分3次萃取，萃取液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和干燥后備用。將上述前處理樣品用流動相定容至25 mL，再經(jīng)0.22 μm尼龍濾膜過濾后供HPLC分析。

1.2.3 液相色譜條件

色譜柱為WondaCract ODS-2 C18(250 mm×4.6 mm，5 μm，日本島津公司)，流動相為體積比10 : 2 : 0.03的甲醇、超純水和甲酸的混合溶液，單泵等度洗脫的流速為1.0 mL·min-1，柱溫和檢測器溫度均為35 ℃。

1.2.4 市售產(chǎn)品總固含量測定

分別稱取3份市售SLG液體產(chǎn)品3 g（精確至0.1 mg）或粉體產(chǎn)品1 g（精確至0.1 mg），在105℃下烘干至恒重后，根據(jù)樣品失重量分別計算每份樣品的總固含量，求平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

圖1為LG和LA的HPLC圖，可以看出兩者的保留時間分別為6.98 min和14.02 min，可以實(shí)現(xiàn)基線分離，并在15 min內(nèi)完成一次進(jìn)樣分析。分別繪制LG和LA的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如圖2所示，線性回歸方程和線性相關(guān)系數(shù)列于表1。以信噪比（S/N）≥3和S/N≥10的濃度分別為LG和LA的檢出限和定量下限，結(jié)果也列于表1。在擬測定范圍內(nèi)，LG和LA的線性關(guān)系良好，其線性相關(guān)系數(shù)（R2）均高達(dá)0.9999，可滿足定量分析需求。

圖1 LG（a）和LA（b）的HPLC圖

圖2 LG（a）和LA（b）的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

2.2 方法準(zhǔn)確度和精密度

SLG市售產(chǎn)品中加入LG或LA分別進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表2。高回收率和低相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）的結(jié)果表明，該方法的準(zhǔn)確度和精密度均較好，滿足同時定量分析SLG和SLA。

表1 LG和LA的線性回歸方程、檢出限和定量下限

表2 加標(biāo)回收率測定結(jié)果（n = 5）

2.3 市售產(chǎn)品的定量分析

2.3.1 樣品未經(jīng)前處理的嘗試

SLG產(chǎn)品經(jīng)酸化、萃取、蒸除溶劑和干燥等繁瑣前處理的HPLC分析結(jié)果見圖3（a）。為簡化樣品前處理流程和降低因產(chǎn)品轉(zhuǎn)移損失的影響，嘗試了體積比10 : 2 : 0.03的甲醇、超純水和甲酸的混合溶液為流動相直接溶解樣品進(jìn)行HPLC分析，結(jié)果如圖3（b）所示。除了簡化前處理流程的樣品因水分殘留導(dǎo)致在保留時間為3.02 min處出現(xiàn)新峰外，圖3（a）和3（b）中主要成分的保留時間和峰形均吻合。分別進(jìn)行5組有無前處理流程的定量分析，結(jié)果表明，經(jīng)前處理樣品中SLG和SLA的含量是未經(jīng)前處理流程的95.69～98.34 %和96.12～98.58 %，經(jīng)前處理樣品定量分析結(jié)果偏低，主要源于樣品轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的損失。上述結(jié)果表明，簡化前處理流程的HPLC法更具快捷和準(zhǔn)確的特征，適用于快速準(zhǔn)確定量分析SLG產(chǎn)品中SLG和SLA。

圖3 經(jīng)前處理（a）和未經(jīng)前處理（b）樣品的HPLC圖

2.3.2 流動相中甲酸添加量的優(yōu)化

考察了流動相中甲酸含量對SLG產(chǎn)品定量分析的影響，結(jié)果如圖4所示。未添加甲酸時，產(chǎn)品中SLG和SLA主要以離子形式存在，與C18柱的固定相鍵合弱，導(dǎo)致保留時間短而難以分離和定量。添加的甲酸促進(jìn)SLG和SLA的質(zhì)子化而增強(qiáng)其與固定相的鍵合，當(dāng)甲酸添加量增大到與甲醇的體積比為0.03 : 10時，繼續(xù)增加甲酸添加量對保留時間、峰形以及峰面積幾乎無影響，因此流動相優(yōu)選體積比10 : 2 : 0.03的甲醇、超純水和甲酸混合溶液。

圖4 流動相中甲酸添加量對產(chǎn)品HPLC的影響

2.3.3 測定市售產(chǎn)品

圖5 月桂酰基谷氨酸鈉產(chǎn)品的HPLC圖

采用優(yōu)化的流動相直接溶解樣品定量分析4種市售SLG產(chǎn)品，結(jié)果見圖5。由圖5和樣品總固含量推算4種市售SLG產(chǎn)品中活性物SLG和SLA的含量，結(jié)果列于表3，SLA/SLG表明當(dāng)前市售SLG產(chǎn)品中活性物和皂含量差異較大。采用優(yōu)化的流動相直接溶解市售SCG產(chǎn)品定量分析SLG同系物和SLA同系物，結(jié)果見圖6，其含量也以SLG和SLA為代表列于表3。由圖6可知，SCG產(chǎn)品中的各成分達(dá)到基線分離，且主要含有SLG和SLA，表明該分析方法也可推廣至定量分析天然脂肪酸為原料合成的其他N-脂肪?；劝彼徕c產(chǎn)品。

表3 市售產(chǎn)品的HPLC分析結(jié)果

圖6 椰油?；劝彼徕c產(chǎn)品的HPLC圖

3 結(jié)論

建立同時定量分析市售SLG產(chǎn)品中SLG和皂的反相HPLC-RID方法。采用WondaCract ODS-2 C18色譜柱以及體積比10 : 2 : 0.03的甲醇、水和甲酸混合溶液為流動相，可實(shí)現(xiàn)SLG與SLA基線分離，且線性相關(guān)系數(shù)均為0.9999，平均加標(biāo)回收率分別為99.82%和98.91 %，RSD分別為0.84%和1.22%，定量下限分別為16.2 μg·mL-1和13.3 μg·mL-1。該方法適于快速準(zhǔn)確定量分析SLG和SLA混合物，而且其分辨率足以推廣至由混合脂肪酸為原料合成的其他N-脂肪?；劝彼徕c產(chǎn)品。