姜黄素类植物染料的高效液相...外-可见分光光度法定量测试_孙颉晴.pdf

姜黄素类植物染料的高效液相色谱法与紫外-可见分光光度法定量测试印染（2023 No.2）姜黄素类植物染料的高效液相色谱法与紫外-可见分光光度法定量测试孙颉晴1，邱方初2，付刚3，刘春国3，韩光亭1，姜伟1()1.青岛大学 纺织服装学院,生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室,山东 青岛 266000;2.宁夏恒丰纺织科技股份有限公司,宁夏 吴忠 751199;3.山东新型纱线及面料创新中心有限公司,山东 德州 253500摘要：采用高效液相色谱与紫外-可见分光光度定量方法对植物染料中的姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素进行测试，比较了两种方法对样品定量结果的差异，并提出了紫外-可见分光光度的修正计算方法。经修正后的紫外-可见分光光度法测试结果基本接近高效液相色谱法，且成本更低、操作简便。关键词：测试；高效液相色谱；紫外-可见分光光度；定量；植物染；姜黄素中图分类号：TS197文献标志码：C文章编号：1000-4017（2023）02-0069-04Quantitative test method of turmeric plant dyes with high performance liquid chromatographyand ultraviolet-visible spectrophotometrySUN Jieqing1,QIU Fangchu2,FU Gang3,LIU Chunguo3,HAN Guangting1,JIANG Wei1()1.College of Textiles and Clothing,State Key Laboratory of Bio-Fibers and Eco-Textiles,Qingdao University,Qingdao 266000,China;2.Ningxia Hengfeng Textile Technology Co.,Ltd.,Wuzhong 751199,China;3.Shandong New Yarn and Fabric Innovation Center Co.,Ltd.,Dezhou 253500,ChinaAbstract:Curcumin,demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin in plant dyes are determined by HPLC and UV-visiblespectrophotometry.The difference between the two methods in the quantitative results of samples is compared,and a modifiedcalculation method of UV-visible spectrophotometry is proposed.The results of the modified UV-vis spectrophotometry arebasically close to those of HPLC,and the cost is lower and the operation is simple.Key words:test;high performance liquid chromatography;ultraviolet-visible spectrophotometry;quantitative;plant dyeing;curcumin收稿日期：2022-09-27；修回日期：2023-02-11基金项目：宁夏自治区重点研发计划项目（2022BFE02011）；中央引导地方科技发展专项资金项目（YDZX2022156）。作者简介：孙颉晴（1993），女，山东人，硕士研究生，主要研究方向为纺织品植物染色应用。E-mail：。通信作者：姜伟，E-mail：。0前言近年来，自然环保的理念深入人心，植物染料以无毒、无致敏、无致癌的优点和低污染、易降解的环保性能，在纺织面料、服饰用品等领域重新得到重视，其染色产品生产量和需求量呈现逐年上升的趋势1-4。姜黄作为自古流传至今的植物染料原材料之一，其所含的姜黄素类化合物不仅色彩艳丽，同时还兼具抗菌抗炎的功能5-7。姜黄染料中含有的姜黄素类化合物主要包括姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素。对姜黄染料的定量一般都是直接分析姜黄染料总量8-10，很少对上述化学物进行区分。关于植物染料提取方法的研究已逐渐趋于完善11-15，但受植物本身生长环境、成熟度等因素的影响，其有效成分含量往往波动明显。不同产地、不同批次染料中三种化合物的占比差异明显，用常规方法对姜黄染料进行定量分析，往往会引起染色误差。因此，工业生产中需要便捷有效的定量方法作为指导。高效液相色谱（HPLC）法是目前有机物精准定量分析常用的方法。我国针对植物靛蓝染料制定了相关标准和相应的HPLC分析方法，如T/CTES 10072018纺织用植物染料 靛蓝，但对植物姜黄等其他植物染料的定量分析方法还未建立。针对姜黄植物染料精确定量问题，拟研究建立植物染料中姜黄素类化合物，包括姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素的高效液相色谱（HPLC）与紫外-可见分光光度（UV-vis）定量方法，比较两者在检测结果上的差异，为制定相关产品标准与探索有效的质量控制方法提供参考。1试验部分1.1材料、试剂及仪器姜黄染料1#植物姜黄提取染料（常州美胜生物材料有限公司），2#植物姜黄粗加工染料（菏泽市彩石堂美术颜料店），3#植物姜黄研磨粉（产地四川省，市售），4#和5#不同批次的食用姜黄粉染料（泰州味佳浓食品配料有限公司）试剂乙腈、甲醇、磷酸（色谱纯，上海麦克林生化科技有限公司），姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基69印染（2023 No.2）姜黄素标准对照品（98%，成都麦德生科技有限公司）仪器1260-II高效液相色谱仪（美国安捷伦科技有限公司），V1600紫外-可见分光光度计（上海尤尼柯仪器有限公司），AL204万分之一电子天平（上海梅特勒-托利多仪器有限公司），KQ2200B超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），Milli-Q超纯水机（美国密理博公司），TG16-WS台式高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）1.2试验方法1.2.1标准工作溶液的配制准确称取姜黄素标准对照品50 mg（精确至0.1 mg）、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素各20 mg（精确至0.1 mg），用甲醇分别定容至 50 mL，作为标准储备溶液。HPLC用标准工作溶液：准确吸取上述标准储备溶液适量，混合后稀释成合适浓度的一系列混合标准工作溶液。UV-vis用标准工作溶液：准确吸取上述标准储备溶液适量，分别稀释成合适浓度的一系列标准工作溶液。1.2.2样品处理准确称取0.1 g（精确至0.1 mg）待测样品，加入适量甲醇超声提取约40 min，转移至50 mL容量瓶中，待自然冷却至室温后定容至刻度，摇匀，得到样品提取液。HPLC用试样：取样品提取液经0.22 m滤膜过滤，得到样品待测溶液供分析用。UV-vis用试样：将样品提取液在7 500 r/min下离心5 min，取上清液稀释成合适浓度，得到样品待测溶液供分析用。1.2.3仪器参数HPLC：色谱柱为 Agilent C18柱，4.6 mm250 mm，5 m；流动相为乙腈+0.4%磷酸（两者体积比为48 52）；流速为 1.0 mL/min；柱温为 30；检测波长为 425 nm；进样量为10 L。UV-vis：检测波长425 nm。1.2.4重复性试验在重复条件下进行7次独立测定，获得结果的相对标准偏差（RSD）应小于5%。1.2.5精密度试验取同一试样，连续测定7次，获得的峰面积或吸光度的相对标准偏差（RSD）应小于5%。1.2.6加标回收率标准品添加量在待测样品浓度0.51.5倍范围内，回收率应在 90%110%，相对标准偏差（RSD）应小于10%。每个添加水平测试3次，取平均值。2结果与讨论2.1HPLC定量法按照1.2.3节色谱条件，分别对上述标准对照品和染料样品进行测定，结果如图1所示。2 4 6 8 1O 12 142 4OO1 8OO1 2OO6OO丰度保留时间/min321a）标准对照品2 4 6 8 1O 12 141 6OO1 2OO8OO4OO丰度保留时间/min321b）2#染料样品图1标准对照品和样品的HPLC色谱图Fig.1HPLC chromatograms of standard reference substanceand sample由图1可知，姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素的保留时间分别为13.078 min、11.658 min和10.258 min，可以看出该方法下出峰效果良好，样品无明显杂峰干扰，能够满足同时测定三种姜黄素类化合物的需要。2.1.1线性关系按照1.2.3色谱条件，对标准工作溶液进行测定，记录峰面积。以色谱峰的峰面积（Y）为纵坐标，对应溶液浓度（X）为横坐标，进行线性回归分析，结果如表1所示。表1HPLC方法的线性关系Table 1Linearity of HPLC method物质线性方程R2线性范围/（mgL-1）姜黄素Y=80.97X+127.370.999 710600去甲氧基姜黄素Y=90.33X+122.880.999 84400双去甲氧基姜黄素Y=96.92X+176.440.999 544002.1.2方法验证对上述HPLC定量方法进行重复性、精密度以及加1-姜黄素2-去甲氧基姜黄素3-双去甲氧基姜黄素1-姜黄素2-去甲氧基姜黄素3-双去甲氧基姜黄素70姜黄素类植物染料的高效液相色谱法与紫外-可见分光光度法定量测试印染（2023 No.2）标回收率测试，发现该方法重复性、精密度良好，加标回收率符合一般化学分析方法要求（GB/T 274172017 合格评定化学分析方法确认和验证指南、GB/T6379.12004 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义 和GB/T 6379.22004 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法），证明该方法可行有效（见表2表4）。其中，三种姜黄素类化合物的重复性测试结果的RSD均小于3%，精密度测试结果的RSD均小于1%。表2HPLC法重复性试验结果Table 2Repeatability test results of HPLC method测定次数/次1234567（姜黄素）/（mgL-1）193.04196.93189.50187.79185.64193.60189.56（去甲氧基姜黄素）/（mgL-1）54.7255.8753.2653.3852.7154.8653.44（双去甲氧基姜黄素）/（mgL-1）47.1748.1045.6946.6545.4948.2745.72表3HPLC法精密度试验结果Table 3Precision test results of HPLC method测定次数/次1234567姜黄素峰面积15 519.04315 727.19215 727.51215 760.51015 784.60715 755.77215 773.385去甲氧基姜黄素峰面积4 972.9725 032.5655 032.3765 041.4555 057.9845 041.3545 047.823双去甲氧基姜黄素峰面积4 641.7054 734.4064 732.7444 735.5524 731.9464 737.7814 743.300表4HPLC加标回收率试验结果Table 4Recovery test results of HPLC method物质姜黄素去甲氧基姜黄素双去甲氧基姜黄素添加水平/（mgL-1）26.9935.0632.49实测平均值/（mgL-1）27.4735.9133.36回收率/%101.78102