一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，包括样品预处理、样品提取、浓缩纯化、分析检测。本方法采用甲醇震荡提取、固相萃取和高效液相色谱与质谱联用技术(HPLC‑MS)来测定蔬菜植物中的咖啡因及其代谢产物。取植物干粉，加入甲醇震荡提取；合并提取液旋蒸浓缩，通过固相萃取小柱除去杂质后，旋蒸、氮吹干后滤膜定容至1mL，待仪器分析；利用HPLC仪器，进行梯度洗脱；以四极杆‑飞行时间质谱检测器来检测分析蔬菜植物中的咖啡因及其代谢产物。该方法针对咖啡因这一环境有机污染物，对外源引入咖啡因的蔬菜样品进行测定，建立提取效率好、最大限度去除植物色素干扰、灵敏度高的分析方法。

【技术实现步骤摘要】
一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法
本专利技术涉及植物中咖啡因提取和检测的
，具体涉及一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法。
技术介绍
药物和个人护理品(PharmaceuticalsandPersonalCareProducts，PPCPs)是一类对生态环境和人体健康具有潜在危害的新兴污染物，其环境存在、风险评价和毒理学等方面的研究引起了环境科学领域的广泛关注。咖啡因作为较为常见的PPCPs，在环境中具有极高的检出率，在世界各地的自然水环境和污水中均检测到咖啡因的存在，其检测浓度通常达到ng/L至μg/L的水平。环境中这些咖啡因污染物的主要来源是污水处理厂，在常规废水处理过程中，咖啡因通常不能完全被去除。含有咖啡因的生活废水经污水处理后，可用于农业灌溉，随后其中的咖啡因及其代谢产物可能进入食物链，最终给生态系统和人类健康带来不利影响。咖啡因是一种中枢神经兴奋剂，有刺激中枢神经的功能，具有成瘾性；其作为最常用的精神活性物质，当达到平均摄入水平时，其通常被认为对机体健康有好处或者说并没有坏处，然而如今越来越多的研究证据表明，孕期摄入咖啡因可能会对婴儿健康有害，且世界卫生组织也限定了咖啡因的每日摄入量。2017年，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单，咖啡因属于3类致癌物，一旦人体过量使用对身体健康存在很大的威胁。因此，检测鉴定蔬菜吸收外源咖啡因及其代谢产物的含量，对于保障环境和食品安全具有重要意义。在目前的相关研究中，咖啡因通常使用超声提取、固相萃取和液相色谱法分析。现有测定咖啡因的方法基本是通用的PPCPs检测方法，研究对象限于水体、土壤、饮料或含咖啡因的植物，没有提到对于不含咖啡因植物的咖啡因及其代谢产物的提取分析方法。由于植物基质复杂、影响因素多，特别是含有多糖，色素，有机酸等杂质难以去除。
技术实现思路
本专利技术提供了一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，改善原有的提取检测条件，采用震荡提取、双柱固相萃取、HPLC-MS检测的方法，建立提取效率好、最大限度去除植物色素干扰、灵敏度高的分析方法。一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，包括：(1)样品预处理；(2)样品提取；(3)浓缩纯化；(4)分析检测。步骤(1)中，所述的样品预处理具体包括：将样品冷冻干燥至恒重后，用研钵将其研磨均匀，并过50～70目筛。所述的样品为生长在含咖啡因废水中的蔬菜样品，如生长在初始咖啡因浓度为1ppm的培养液中的菜心植株。优选地，过60目筛步骤(2)中，所述的样品提取，具体包括：向预处理后的样品中加入Na2EDTA水溶液，充分搅拌并涡旋，再加入甲醇，震荡提取3～5次，每次1～3h，然后离心，合并上清液，得到样品提取液。进一步优选，向预处理后的样品中加入100～200mg/LNa2EDTA水溶液，充分搅拌并涡旋0.5min～3min，再加入甲醇，20℃～30℃下150～250rpm震荡提取3～5次，每次1～3h，然后8000～12000rpm离心5～15min，合并上清液，得到样品提取液；所述的预处理后的样品、Na2EDTA水溶液、甲醇的用量之比为500mg：1～4mL：10～40mL。最优选的，向预处理后的样品中加入150mg/LNa2EDTA水溶液，充分搅拌并涡旋1min，再加入甲醇，25℃下200rpm震荡提取4次，每次2h，然后10000rpm离心10min，合并上清液，得到样品提取液；所述的预处理后的样品、Na2EDTA水溶液、甲醇的用量之比为500mg：2mL：20mL。步骤(3)中，所述的浓缩纯化，具体包括：将样品提取液旋转蒸发，旋蒸时20℃～40℃水浴加热；依次用甲醇和去离子水活化固相萃取柱，将两种小柱ProElutCARB/NH2和ProElutCARB/PSA组装到一起，将浓缩液过以上两种小柱，并用甲醇分次不断抽真空洗脱；洗脱液合并后旋蒸，然后氮吹浓缩至恰好吹干，用甲醇定容，过滤，保存。所述的氮吹浓缩的干浴温度为30℃～40℃。最优选的，将样品提取液旋转蒸发至2mL，旋蒸时30℃水浴加热；依次用6mL甲醇和去离子水活化固相萃取柱，将两种小柱ProElutCARB/NH2和ProElutCARB/PSA(规格为200mg，6mL)组装到一起，将2mL浓缩液过以上两种小柱，并用40mL甲醇分次不断抽真空洗脱；洗脱液合并后旋蒸至5mL，然后氮吹浓缩(干浴温度为35℃)至恰好吹干，用甲醇定容至1mL，过0.22μm尼龙针筒过滤器过滤，得到待检测纯品，保存于棕色样品瓶中，待仪器分析。步骤(4)中，所述的分析检测，具体包括：利用HPLC-MS/MS进行分析检测；HPLC仪器的检测条件设置为：进样体积10～30μL，柱温30～50℃，流速为0.5～2mL/min，色谱柱为C18液相色谱柱，流动相为含体积百分数0.005％～0.02％甲酸的去离子水和含体积百分数0.005％～0.02％甲酸的乙腈，检测波长为262～282nm。HPLC仪器的流动相的洗脱程序的时间为30～50min，流动相的洗脱程序从含体积百分数0.005％～0.02％甲酸的去离子水和含体积百分数0.005％～0.02％甲酸的乙腈体积比95：5至5：95进行梯度洗脱。进一步优选，HPLC仪器的检测条件设置为：进样体积20μL，柱温40℃，流速为1mL/min，色谱柱为XBridgeC18液相色谱柱(5μm×4.6mm×250mm)，流动相为含体积百分数0.01％甲酸的去离子水和含体积百分数0.01％甲酸的乙腈，检测波长为272nm。流动相的洗脱程序的时间为40min，流动相的洗脱程序从含体积百分数0.01％甲酸的去离子水与含体积百分数0.01％甲酸的乙腈体积比95：5至5：95进行梯度洗脱。MS/MS仪器的检测条件为：电喷雾电离源(ESI)，扫描方式为正离子扫描，检测方式为多反应监测MRM，毛细管电压和锥孔电压分别为3500V～4500V和60V～70V，干燥气温度和流速为200℃～300℃和6L/min～10L/min。最优选地，MS/MS仪器的检测条件为：电喷雾电离源(ESI)，扫描方式为正离子扫描，检测方式为多反应监测MRM，毛细管电压和锥孔电压分别为4000V和65V，干燥气温度和流速为250℃和8L/min。与现有技术相比，本专利技术的有效效益主要体现在：(1)在样品前处理和提取步骤中，通过优化研磨程度、提取液的种类和提取次数，减少了在样品处理过程中的损耗，提高了提取效率。(2)蔬菜样品，特别是叶菜类，其叶绿素含量很高。色素等杂质的存在会对化合物的分析检测造成干扰，会影响仪器的灵敏度和色谱柱的分离效果。本专利技术在不影响纯化效率的前提下，采用两种固相萃取小柱对提取样品进行分离纯化，有效的减少了蔬菜提取样品中的有机酸、色素和金属离子等杂质，最大限度去除了植株色素的干扰。(3)本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，包括：/n(1)样品预处理；/n(2)样品提取，具体包括：/n向预处理后的样品中加入Na

【技术特征摘要】
1.一种蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，包括：
(1)样品预处理；
(2)样品提取，具体包括：
向预处理后的样品中加入Na2EDTA水溶液，充分搅拌并涡旋，再加入甲醇，震荡提取3～5次，每次1～3h，然后离心，合并上清液，得到样品提取液；
(3)浓缩纯化；
(4)分析检测。


2.根据权利要求1所述的蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的样品预处理具体包括：将样品冷冻干燥至恒重后，用研钵将其研磨均匀，并过50～70目筛。


3.根据权利要求1所述的蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的样品为生长在含咖啡因废水中的蔬菜样品。


4.根据权利要求1所述的蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，步骤(2)中，样品提取，具体包括：
向预处理后的样品中加入100～200mg/LNa2EDTA水溶液，充分搅拌并涡旋0.5min～3min，再加入甲醇，20℃～30℃下150rpm～250rpm震荡提取3～5次，每次1～3h，然后8000～12000rpm离心5～15min，合并上清液，得到样品提取液；
所述的预处理后的样品、Na2EDTA水溶液、甲醇的用量之比为500mg：1～4mL：10～40ml。


5.根据权利要求4所述的蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，步骤(2)中，样品提取，具体包括：
向预处理后的样品中加入150mg/LNa2EDTA水溶液，充分搅拌并涡旋1min，再加入甲醇，25℃下200rpm震荡提取4次，每次2h，然后10000rpm离心10min，合并上清液，得到样品提取液；
所述的预处理后的样品、Na2EDTA水溶液、甲醇的用量之比为500mg：2mL：20mL。


6.根据权利要求1所述的蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的浓缩纯化，具体包括：
将样品提取液旋转蒸发，旋蒸时20℃～40℃水浴加热；
依次用甲醇和去离子水活化固相萃取柱，将两种小柱ProElutCARB/NH2和ProElutCARB/PSA组装到一起，将浓缩液过以上两种小柱，并用甲醇分次不断抽真空洗脱；
洗脱液合并后旋蒸，然后氮吹浓缩至恰好吹干，用甲醇定容，过滤，保存。


7.根据权利要求6所述的蔬菜植物中咖啡因及其代谢产物的测定方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的氮吹浓缩的干浴温度为30℃～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪海燕，陈妍，张素芬，叶庆富，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33