高效液相色谱法-蒸发光散射...性剂中月桂酰基甘氨酸钠含量_卓文珊.pdf

220第 53 卷 第 2 期2023 年 2 月Vol.53 No.2Feb.2023日 用 化 学 工 业（中英文）China Surfactant Detergent&Cosmetics Received:March 17,2022;Revised:January 29,2023.*Corresponding author.Tel.:[phone],E-mail:.中山大学测试中心实验技术方法开发及仪器改造专项DOI：10.3969/j.issn.1001-1803.2023.02.013Determination of sodium lauroyl glycinate by HPLC-ELSDWenshanZhuo*,ShunqingFeng,JianfengTang（Instrumental Analysis and Research Center,Sun Yat-sen University,Guangzhou,Guangdong 510275,China）Abstract:A method for rapid quantitative analysis of sodium lauroyl glycinate（SLG）was established by using a reversed-phase HPLC combined with evaporative light scattering detection（ELSD）without complex pre-treatment.HPLC-ELSD was equipped with Thermo Scientific Acclaim Surfactant Plus column（250 mm 4.6 mm,5 m）.Acetonitrile-0.1 mol/L ammonium acetate aqueous solution（the pH was adjusted to 5.4 by acetic acid）was used as the mobile phase for gradient elution and the parameters in ELSD were optimized as follows:Evaporation temperature was 75;nebulization temperature was 85;N2 flow rate was 0.9 L/min.The facial cleanser samples were extracted by mixed solvent of 80%acetonitrile-20%water and the amount of SLG was determined.The results showed that,in the range of 10-200 mg/L,the logarithm of the response value of ELSD was linearly related to the logarithm of the concentration of SLG with the correlation coefficients greater than 0.999,and the detection limit was 3 mg/L.The relative standard deviation of facial cleansing sample in 24 h was less than 1.5%,and the relative standard deviation in parallel samples was less than 2.0%.The average spike recoveries varied from 90.9%to 100.4%with standard addition.The developed HPLC-ELSD method could rapidly determine the content of SLG in facial cleansers with the advantages of simple operation,high accuracy and good reproducibility,and it was suitable for determination of other N-acylamino acid surfactants.Key words:sodium lauroyl glycinate;HPLC;ELSD;N-acylamino acid0246Retention time/min81012140246Retention time/min8101214050100150Intensity200250a0246Retention time/min81012140246Retention time/min8101214050100150IntensityIntensity0100200300400500600bHPLC-ELSD chromatograms of the facial cleanser sample（a）and the facial cleanser sample with standard（b）221第 2 期分析与检测卓文珊，等：高效液相色谱法-蒸发光散射检测器测定表面活性剂中月桂酰基甘氨酸钠含量 高效液相色谱法-蒸发光散射检测器测定表面活性剂中月桂酰基甘氨酸钠含量卓文珊*，冯顺卿，唐建锋（中山大学 测试中心，广东 广州 510275）摘要：N-酰基氨基酸型表面活性剂是一类具有良好表活性能，且来源安全的绿色表面活性剂，被广泛用于多个领域。选取此类表面活性剂中应用较为广泛的月桂酰基甘氨酸钠（Sodium lauryl glycine，SLG）作为研究对象，为快速准确地对其进行定量分析，采用蒸发光散射检测器（ELSD）解决了该化合物紫外吸收弱而无法使用紫外检测器的问题，建立了高效液相色谱测定方法（HPLC-ELSD），并对新方法进行了方法学考察及应用。方法对提取溶剂、蒸发温度、雾化温度及载气流量等参数进行了优化，采用80%乙腈-水溶液提取样品，色谱柱为Thermo scientific Acclaim Surfactant Plus（250 mm4.6 mm，5 m），ELSD参数为：蒸发温度75；雾化温度85；N2流速0.9 L/min。以乙腈-0.1 mol/L醋酸铵水溶液（乙酸调节pH值为5.4）为流动相进行梯度洗脱，测定了洗面奶中SLG的含量。结果显示：样品中SLG有较好的分离度，单次进样14 min可以完成一次完整分析。在10200 mg/L范围内，ELSD响应值的对数与SLG质量浓度的对数线性关系良好（r=0.999 56，n=9），仪器检出限为3 mg/L，且平行样品测试的RSD98%），广州宏度精细化工有限公司；乙腈（色谱纯），德国Merck公司。其他试剂均为分析纯。1.2 样品前处理混匀样品，称取适量加入乙腈与超纯水的混合溶液作提取剂，超声5 min，0.22 m孔径尼龙滤膜过滤。1.3 色谱方法色谱柱：Acclaim Surfactant Plus（Thermo scientific，250 mm4.6 mm，5 m）；保护柱：Acclaim Surfactant Plus（Thermo scientific，100 mm4.6 mm，5 m）；流速：1.0 mL/min；柱温：30；进样量：20 L；流动相：乙腈-0.1 mol/L乙酸铵水溶液（乙酸调节pH值到5.4）。流动相的梯度洗脱程序见表1。表1 流动相梯度洗脱程序Tab.1 Gradient elution program of mobile phaseTime/min0.1 mol/L Ammonium acetate aqueous solution/%Acetonitrile/%0.060407.0158514.0158514.1604020.060402 结果与讨论2.1 实验条件考察2.1.1 色谱柱的选择由于日用品中表面活性剂的种类一般超过两种以上，基质复杂，为了达到各成分最佳的分离效果，对色谱柱进行了比较研究，结果发现本实验选用的色谱柱对SLG的分离效果优于常规C18色谱柱，且峰形更理想。原因可能在于该色谱柱填料的表面化学键合相可同时提供反相机制和阴离子交换保留机制，与常规C18柱相比能提高表面活性剂的分离度，峰形也 更好。2.1.2 目标物的确认为了避免出现目标物的假阳性，在色谱柱后提取了分离的SLG组分，并用LC-MS/MS（Thermo scientific LTQ XL）进行了确认，SLG在负离子模式下响应较强，图1为SLG组分峰的一级质谱图，m/z为256.14的峰为月桂酰甘氨酸，测试结果与月桂酰基甘氨酸的分子式相吻合。图2为月桂酰甘氨酸的二级质谱图。2.1.3 提取溶剂的优化SLG在乙腈与水的混合溶液中有较好的溶解度，但由于检测器对不同比例提取溶剂的响应不同，因此对提取溶剂进行了优化实验。提取溶剂中乙腈-水的比例分别选为8020，6040，4060，2080。称量4份相同质量的对照品，分别溶解后定容，制成质量浓度为100 mg/L的对照品溶液。实验结果见表2。表2 4种不同比例乙腈-水提取溶剂的峰面积响应值Tab.2 Influence of different extraction solventsExtraction solventAreaAcetonitrile/%Water/%80203 932.860403 922.040603 132.120803 179.1由表2可知，提取剂中乙腈与水的比例关系对测试灵敏度有较大影响，用80%乙腈-水提取溶剂时，月桂酰基甘氨酸钠的响应最高，故选择80%乙腈-水溶液作为提取剂。图2 负离子模式下SLG组分的二级质谱图Fig.2 MS/MS spectrogram of SLG in negative ion modem/z10050150200250300Intensity01 0002 0003 0004 0005 0006 000256.1238.2212.173.9SLG图1 负离子模式下SLG组分的一级质谱图Fig.1 Mass spectrogram of SLG in negative ion mode200300400m/z500600700020 00040 00060 000Intensity80 000100 000641.0171.1256.1SLG223第 2 期分析与检测卓文珊，等：高效液相色谱法-蒸发光散射检测器测定表面活性剂中月桂酰基甘氨酸钠含量 2.1.4 雾化温度、蒸发温度及载气流量的确定从ELSD的原理来看，经HPLC分离的柱洗脱液进入雾化器，与雾化气体（高纯N2）混合，形成均匀的微小雾状液滴。液滴通过加热的漂移管，流动相蒸发，不挥发的样品形成颗粒进入光散射池。雾化器产生的液滴大小可以通过调节雾化气体流量和流动相流速来调节。一般来说，漂移管温度要比流动相蒸发温度高，但比被分析物的蒸发温度低，其温度取决于流动相流速、组成以及样品的挥发性。气体流量越低，形成的气溶胶越大，则散射的光越多，从而提高了分析灵敏度，但是越大的液滴在漂移管中越难蒸发。蒸发温度对检测器的响应也有影响，一般来说，温度升高，流动相蒸发趋向完全，信噪比上升。但温度过高可能导致待测组分部分汽化，使信号变小。温度太低则溶剂挥发不够完全而导致基线不稳。在实验中需反复、仔细调节各项参数以便得到最优信噪比及平稳的基线。实验对雾化温度、蒸发温度及载气流量进行了优化。其中气体流量优化控制条件为：蒸发温度75，雾化温度85；蒸发温度优化控制条件为：雾化温度55，气体流量0.9 L/min；雾化温度优化控制条件为：气体流量0.9 L/min，蒸发温度75。按不同控制条件进行参数优化的结果见表3。表3 雾化温度、蒸发温度及气体流量的优化结果Tab.3 Influences of gas flow rate,nebulization temperature and evaporation temperatureGas flow rate/（L/min）AreaTemperature of evaporation/AreaTemperature of nebulization/Area0.93 527.6753 499.8853 527.61.22 622.3653 130.1753 275.71.51 488.3552 547.9653 164.71.8 892.2451 181.9553 107.0从实验结果看，ELSD检测器在气体流量为 0.9 L/min，蒸发温度为75，雾化温度为85 时SLG峰面积响应最大。气体流量对SLG峰面积影响最大，其次是蒸发温度，雾化温度的影响最小，实验中观察到这些参数变化对基线噪音的影响不大，因此选择峰面积最大的参数作为最优参数。2.2 方法学考察2.2.1 校正曲线及检出限蒸发光散射检测器由于原理的特殊性，许多实验表明，物质的量与散射光强度呈指数关系，必须采用幂指数来计算校正曲线13。将配好的10，20，50，80，100，120，150，180，200 mg/L对照品系列溶液进样测试，以对照品峰面积（Area）的对数为纵坐标，SLG含量（Amount）的对数为横坐标，绘制标准曲线。得到的校正曲线回归方程为lg（Area）=1.386 681 78lg（Amount）+5.452 518 75。结果表明，在10200 mg/L 质量浓度范围内，SLG峰面积的对数与质量浓度的对数线性关系良好，r=0.999 56，可以满足定量分析的要求。方法的SLG定量限（LOQ）为10 mg/L，依据三倍信噪比的原则，计算出SLG的检出限（LOD）为3 mg/L。标准曲线见图3。2.2.2 方法精密度实验取100，200 mg/L对照品溶液连续重复进样5次，对保留时间和峰面积计算相对标准偏差（RSD），测试结果见表4。由表4可知，SLG峰面积和保留时间的RSD分别小于2.0%，0.1%，说明本方法的精密度高。表4 两 种不同质量浓度对照品的面积及保留时间精密度实验结果Tab.4 Precision of area and retention timeMass concentration of SLG/（mg/L）AreaAverage areaArea RSD/%Average RT/minRT RSD/%100 3 200.83 199.41.88.5600.0413 159.43 287.43 211.13 138.3200 8 064.88 025.11.98.5640.107 769.48 044.48 109.68 137.1图3 对照品标准曲线图Fig.3 Calibration curve of SLG0.500.51.01.52.02.5lg(Amount)0.51.01.52.02.53.03.54.04.5lg(Area)lg(Area)=1.386 681 78lg(Amount)+5.452 518 75Calibration curveCalibrated point Calibration coefficient:0.999 56224第 53 卷分析与检测日 用 化 学 工 业（中英文）2.2.3 加标回收率实验在5份已知SLG质量浓度的洗面奶样品提取液溶液中分别加入1，2，5，10，15倍LOQ（10 mg/L）对照品溶液，测试SLG的回收率。根据张等14提出的回收率计算方法，用下式计算加标回收率。回收率实验结果见表5。结果表明：样品的加标回收率在90.9%100.4%之间，平均加标回收率为97.4%，表明方法的加标回收率较好，可用于实际样品的测试。图4为样品加标前与加标后的高效液相色谱图，加标后的SLG峰高明显增大，且分离度良好。已知样品质量+加入的对照品质量测得总质量回收率=100%表5 洗面奶样品在5个不同加标水平下的SLG回收率Tab.5 Sp ike recoveries of SLG in three different spiked levels for facial cleanser Background of SLG in facial cleanser/（mg/L）Added/（mg/L）Found/（mg/L）Recovery/%Average recovery/%RSD/%43.0 10 53.8101.497.44.0 20 63.5100.8 50 92.1 99.0100135.0 94.7150185.3 90.92.3 实际样品测试2.3.1 洗面奶样品中SLG含量测试称取一定质量的洗面奶样品5份，测定SLG的含量。由表6可见，洗面奶中SLG的含量在2.47%2.60%之间，RSD2.0%，测试的重复性良好。表6 洗面奶样品中SLG的平行测试结果Tab.6 Content of SLG in parallel facial cleanser samplesSample NO.Weight of facial cleanser/mgMass concentration/（mg/L）Weight percentage of SLG/%RSD/%143.781102.511.9242.211042.47344.011102.50447.181182.51549.501292.602.3.2 洗面奶样品稳定性实验把三份洗面奶样品分别放置0，10，15，20，24 h后测定SLG含量，测得的结果见表7，样品的日间精密度低于1.5%，表明样品在24 h内非常稳定。表7 三种不同质量浓度洗面奶样品在24h内含量测定结果Tab.7 St ability of three samples with different mass concentrations in 24 hSample NO.Mass concentration of SLG/（mg/L）RSD/%0 h10 h15 h20 h24 h11061091081091101.32118118120 1221181.531251281291301291.53 结论采用蒸发光散射检测器-高效液相色谱法可以对日用品或合成产品中的月桂酰基甘氨酸钠进行准确的定量分析，方法学考察表明该方法操作简便，精密度高，分析速度快，能够实现大批量样品的快速检测。此方法也可以作为其他N-酰基氨基酸型表面活性剂含量测试的技术参考。参考文献：1 Ge Hong,Zhang Zhiqiang,Wang Jun,et al.Progress in research of N-fatty acylamino acid-based surfactants J.China Surfactant 图4 洗面奶样品及加标样品色谱图（a：洗面奶样品色谱图；b：加标洗面奶样品色谱图）Fig.4 HPLC-ELSD chromatograms of the facial cleanser sample（a）and the facial cleanser sample with standard（b）0246Retention time/min81012140246Retention time/min8101214050100150IntensityIntensity2002500100200300400500600ab225第 2 期分析与检测卓文珊，等：高效液相色谱法-蒸发光散射检测器测定表面活性剂中月桂酰基甘氨酸钠含量 Detergent Cosmetics,2006,36（2）:94.2 Chen Yani,Lu Yun,Wu Hao,et al.Progress on the preparation and application of N-acylamino acids surfactants J.Chemical Research and Application,2001,13（2）:192.3 Hong Yuqian,Shi Liwen,Geng Ehuan,et al.Study on the surface performance of sodium N-lauroylamino acid J.China Cleaning Industry,2019（2）:27.4 Dai Qianqian,Wang Hao,Zhou Fei.Summary of methods for determining active matter content in anionic surfactant J.Advances in Fine Petro-Chemicals,2016,17（5）:28.5 Yu Lingyun,Sun Dongmei,Zhang Xinshen.Determining methods of anionic surfactant J.Leather Science and Engineering,2009,19（2）:72.6 Xiao Xiaohua,Liu Xia,Jiang Shengxiang.Separation and 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