Визначення компонентів Herba Cistanehes методом аналітичної надкритичної флюїдної екстракції за допомогою ГХ/МС
Mar 08, 2022
Контакт: Одрі Ху Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Електронна пошта:audrey.hu@wecistanche.com
вступ
Технологія надкритичної рідинної екстракції (SFE) з її унікальними перевагами привертає увагу як новий метод підготовки проб в аналітичній хімії та почала формувати аналітичну або мікро SFE технологію. Було доведено, що це ефективний метод розділення шляхом відділення та визначення слідів органічних сполук у навколишньому середовищі, продуктах харчування, природних сполуках та інших складних зразках субстрату. Під час процесу екстракції компоненти зразка не забруднюються та не втрачаються.
У цьому експерименті надкритичний діоксид вуглецю (або додавання невеликої кількості метанолу як модифікатора) використовувався як рідина, використовувалася аналітична система SFE, і в поєднанні з газовою хроматографією та мас-спектрометрією хімічні компоненти летючих компонентів уCistanche deserticolaбули визначені. Результати суттєво відрізнялися від тих, які можна було отримати за допомогою традиційних методів.
Експериментальна частина
1 система екстракції надкритичної рідини
Аналітичний пристрій SFE був розроблений і встановлений нашою лабораторією, і процес показаний на малюнку 1. Резервуар для мікроекстракції складався з колонкових трубок рідинної хроматографії з нержавіючої сталі. Дросельна трубка являла собою еластичний капіляр з кварцу або нержавіючої сталі з внутрішнім діаметром 0.1 мм. Його основна функція полягає в підтримці і регулюванні швидкості потоку і тиску в процесі екстракції, а екстрагований продукт вводиться в колектор або хроматографічну систему. Екстракт збирали шляхом збору розчинника для хроматографічного/мас-спектрометричного аналізу. Розчинником був ізопропіловий спирт.
Рідиною, яка використовувалася в експерименті, був вуглекислий газ (Пекінський експериментальний завод), а модифікатором був метанол (аналітичної чистоти, Пекінський хімічний завод).
Cistanche deserticolaЦе були темно-коричневі стебла рослин, куплені на ринку. Його розбивали і подрібнювали на гранули, щоб збільшити площу поверхні перед екстракцією.
Зважте 0.5 г зразка в екстракційний резервуар і застосуйте динамічний процес екстракції за вибраного тиску та температури. Тиск екстракції та швидкість потоку контролюються опором насоса та дросельної труби, а об’єм рідини вимірювався.
Добавка Cistanche deserticola
2 розділення та ідентифікація компонентів екстракції
Екстраговані продукти розділяли та ідентифікували за допомогою капілярної газової хроматографії (CGC) і газової хроматографії/мас-спектрометрії (GC/MS)
Типом газового хроматографа був Perkin Elmer F17. Капілярна колонка мала внутрішній діаметр 50mx0.24 мм, колонка SE-30 (Shimadzu. Co.). FID, розділене впорскування та режим роботи з температурним програмуванням. Varian 3400 GC був підключений до детектора іонної пастки ITD 800 (Finnigan mat CO) через відкритий роз’єм. Хроматографічна колонка була 30mx0,25mln id, колонка DB-5 (J & W Scientific). Лінійна швидкість газу-носія (He) становила 30 см/с. Коли не було розділеного впорскування, температура порту впорскування становить 250 градусів. Початкова температура колонки становила 50 градусів, підтримувалася протягом 5 хвилин, а потім підвищилася до 300 градусів зі швидкістю нагріву 5 градусів за хвилину.
Детектор іонної пастки працював у режимі повного сканування електронного удару (EI) з діапазоном мас 40 ~ 450u, і кожне сканування займало 1 секунду. Температури іонної пастки та лінії передачі становлять 215 градусів і 250 градусів відповідно. На додаток до El, мас-спектрометрія хімічної іонізації (CI) була отримана в тих самих хроматографічних умовах. Реакційним газом CI був метан. Враховуючи наявність гомологів та ізомерів, як якісні допоміжні зовнішні стандарти використовували діаграму загального потоку іонів ГХ та мас-спектр суміші н-алканів C10-C14, C17-C20.
Екстракт цистанки пустерної
Результати і обговорення
Cistanche deserticolaЯнг просуває ліки зі складними компонентами, і є кілька повідомлень про його леткі компоненти. Одним із методів вилучення його компонентів є кип’ятіння етанольного розчину, що містить соляну кислоту, а потім через низку процесів хімічної обробки для отримання зразків, які можна безпосередньо проаналізувати за допомогою хроматографії. Його основними хімічними компонентами є вуглеводневі сполуки, такі як гептадекан. Процес екстракції дуже простий за допомогою методу CO2-SFE. За умови тиску 20 МПа та температури 50 градусів потрібні лише десятки мілілітрів рідини CO2, яку можна завершити протягом 1 години. Результати сепарації наведено на рис. 2
На малюнку 2 видно, що за допомогою газової хроматографії розділено понад 30 основних летких компонентів. Молекулярну масу визначають за мас-спектром CI. Компоненти можна умовно розділити на три категорії:
Перша категорія - нормальні алкани від C16 до C28. Низьковуглецеві вуглеводні та їх ізомери також присутні в екстракті, але їх вміст низький.
Друга категорія - складні ефіри. Трьома основними компонентами є дибутилфталат, дибутилсебацинат і діоктилфталат, на які припадає понад 90 відсотків складних ефірів.
Третя категорія — це оксигеновмісні та азотовмісні сполуки з низькою молекулярною масою. Найважливішим компонентом є евгенол. Ступінь відповідності мас-спектрометричного визначення інших сполук, таких як ванілін та ізоевгенол, також становить понад 97 відсотків, і їхні хроматографічні дані про утримання також узгоджуються з літературними даними. Мас-спектрометрія CI показує, що маси MH плюс іонів сполук з номерами піків 8 і 12 становлять 144 і 180 відповідно. Це показує, що обидві вони є сполуками, що містять один атом азоту. Це 5-метиловий ефір оксипроліну та 1-метил-2 (lH) - етилацетат піридину відповідно. З наведених вище результатів неважко побачити, що продукти вилучення SFE відрізняються від тих, що описані в літературі.
Користь Cistanche deserticola
Вуглекислий газ може розчиняти та екстрагувати полярні сполуки в надкритичних умовах, які мають характеристики полярних розчинників. Однак додавання метанолу, NO2 та інших модифікаторів до CO2 може підвищити ефективність вилучення CO2 із полярних сполук. У цьому експерименті додавання 3 відсотків метанолу до чистого CO2 значно збільшує вихід полярних сполук (рис. 3), а екстракція кількості алканів відносно гальмується. Це один із методів покращення селективності вилучення надкритичної рідини шляхом додавання модифікаторів. Оскільки тип і кількість модифікаторів можна контролювати, селективність також можна контролювати відповідно до зразка.
Селективність СФЕ також залежить від його стану. Міцність розчинника надкритичної рідини пропорційна її густині (у цій формулі ρ є густиною рідини, ρL є густиною матеріалу рідини в рідкому стані, а Pc є критичним тиском). При постійній температурі щільність рідини нелінійно зростає зі збільшенням тиску в системі, а розчинність зростає. Навпаки, коли тиск низький, щільність зменшується, а ефективність екстракції значно знижується. На рис. 4 показано, що коли тиск низький до 9 МПа, лише невелика кількість розчинених речовин, таких як дибутилфталат, екстрагується зCistanche deserticolaзразок. Ефективність вилучення інших компонентів дуже низька. Це також показує, що розчинність розчиненої речовини в надкритичній рідині також пов’язана з її структурою та властивостями.
Добавка Cistanche deserticola
Експериментальні результати СФЕ імCistanche deserticolaтакож показують, що в рідині CO2, незалежно від того, додається модифікатор чи ні, підвищення температури не сприяє покращенню ефективності екстракції. Якщо щільність не залишається незмінною, висока температура може сприяти вилученню деяких компонентів. Основними умовами екстракції летких компонентів рідиною CO2 із зразків Cistanche deserticola є те, що тиск перевищує 20 МПа, а температура становить 50 градусів. Додавання невеликої кількості метанолу (3 відсотки) як модифікатора має кращий ефект екстракції полярних сполук.
