林咸真

(溫州中測(cè)環(huán)保檢測(cè)技術(shù)有限公司,325600)

甘露醇的應(yīng)用十分廣泛,可直接用于生產(chǎn)甘露醇注射液、藥品輔助添加劑和無(wú)糖食品添加劑。甘露醇的分析和檢測(cè)都是其中重要的一環(huán),分析檢測(cè)的結(jié)果可以作為指導(dǎo)甘露醇生產(chǎn)及應(yīng)用的依據(jù),本文對(duì)甘露醇的性質(zhì)以及現(xiàn)有的分析檢測(cè)方法進(jìn)行了總結(jié)。

1 甘露醇的物化性質(zhì)

甘露醇具有爽口的清涼甜味,又稱(chēng) D-甘露糖醇、木蜜醇,它廣泛存在于植物的葉莖根等中,在食物菌類(lèi)、地衣類(lèi)及胡蘿卜等中含量較多。1806年,普魯斯特首先從甘露蜜樹(shù)中分離得到,甘露醇由此而得名。甘露醇學(xué)名己六醇,是一種白色針狀或斜方柱狀晶體或結(jié)晶性粉末,分子量 182.178,熔點(diǎn) 165-168℃,沸點(diǎn) 290-295℃,相對(duì)密度 1.489(20/40),熔解熱 120.92J/g(25℃),能量為 8.368J/g,溶于水、吡啶和苯胺,微溶于甲醇、乙醇,不溶于醚類(lèi),無(wú)吸濕性。甘露醇與山梨醇、艾杜糖醇等互為同分異構(gòu)體,具有多元醇的化學(xué)性質(zhì),可以被酯化、醚化、氧化、脫水。甘露醇的這些物化性質(zhì),可以為其檢測(cè)提供相應(yīng)的思路和依據(jù)。

2 甘露醇的分析檢測(cè)

2.1 定性檢測(cè) 在實(shí)際的分析檢測(cè)工作中,有時(shí)僅需要對(duì)未知樣品進(jìn)行定性判定。甘露醇的定性檢測(cè)基本原理是:晶體甘露醇在堿性條件下與三氯化鐵反應(yīng)生成棕黃色沉淀,振蕩不消失,加過(guò)量的堿液即溶解生成棕色溶液,這種現(xiàn)象可以作為甘露醇的定性檢測(cè),該方法簡(jiǎn)便、快捷,但是這種方法僅局限于純度較高的甘露醇晶體,如果樣品中所含雜質(zhì)較多,則這種檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性將無(wú)法保證,因此這種定性的檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中亦有較大的局限性。

2.2 定量檢測(cè)

2.2.1 碘量法 碘量法即中華人民共和國(guó)藥典中規(guī)定的容量法,其原理是:甘露醇與過(guò)量的高碘酸鹽反應(yīng),反應(yīng)完全后再加入過(guò)量的碘化鉀,剩余的高碘酸鹽及反應(yīng)生成的碘酸鹽都能與碘化鉀作用生成游離碘出來(lái),游離碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。碘量法可用于純度較高的甘露醇樣品,如一定濃度的注射液等,但對(duì)于含有其他還原性物質(zhì)如單糖等的樣品來(lái)說(shuō),這些還原性物質(zhì)也可以被高碘酸氧化,測(cè)定結(jié)果偏高。此外,碘量法雖然簡(jiǎn)便快捷,不需要特殊的檢測(cè)儀器,但操作較為繁瑣。近年來(lái)也有將碘量法用于測(cè)定發(fā)酵制品或中草藥等復(fù)雜體系中的甘露醇含量,這種方法一般需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,通過(guò)溶劑將樣品中的甘露醇提取、純化,然后對(duì)提取液中的甘露醇進(jìn)行測(cè)定。如蔡仲軍等人研究了使用不同溶劑處理樣品對(duì)蟲(chóng)草甘露醇測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果表明,在蟲(chóng)草甘露醇含量的測(cè)定中,樣品預(yù)處理采用水提法的準(zhǔn)確性和精確性均大大高于醇提取法。

2.2.2 薄層層析法 薄層層析是一種微量、快速和簡(jiǎn)便的色譜方法。其原理是:根據(jù)各種化合物的極性不同,吸附能力不相同,在展開(kāi)劑上移動(dòng),進(jìn)行不同程度的解析。這種方法既可以用于定性檢測(cè),也可以用于定量檢測(cè)。汪寶琪等人采用薄層色譜法,對(duì)冬蟲(chóng)夏草中甘露醇進(jìn)行分離后,用高碘酸鉀 -聯(lián)苯胺顯色,采用薄層掃描法,在λS=295nm,λR=370nm的條件下進(jìn)行雙波長(zhǎng)反射鋸齒形掃描,測(cè)得西藏產(chǎn)冬蟲(chóng)夏草中甘露醇的含量為 8.4%,回收率為 98%-101.6%。

2.2.3 比色法 比色法分析測(cè)定甘露醇,是利用高碘酸鈉與甘露醇反應(yīng)產(chǎn)生黃色的 3,5-乙酰 -1,4-脫氫二甲基吡啶,此化合物在 412nm左右處有最大吸收,并且單糖如半乳糖、葡萄糖、甘露糖等對(duì)甘露醇的影響很少。李雪芹、包天桐等人比較了測(cè)定冬蟲(chóng)夏草中甘露醇含量的兩種方法,認(rèn)為用比色法測(cè)定蟲(chóng)草中甘露醇含量較容量法更具特異性且快速簡(jiǎn)便。在一些較為復(fù)雜的體系中,如果含有一定量的果糖,果糖會(huì)對(duì)甘露醇測(cè)定產(chǎn)生較大的干擾,這是因?yàn)楦事洞?、果糖都可以參與高碘酸氧化反應(yīng)呈色,且在 412nm處有重疊,但通過(guò)一定的處理手段可以去除檢測(cè)體系中的這種影響。蔣華、陳衛(wèi)等人建立了一種比較簡(jiǎn)便和精確的分光光度分析法,用以測(cè)定乳酸菌發(fā)酵體系中的甘露醇含量,通過(guò)與鹽酸共熱脫水反應(yīng)去除發(fā)酵體系中果糖對(duì)甘露醇分析測(cè)定的干擾和影響,精密度實(shí)驗(yàn)和回收率實(shí)驗(yàn)表明,此法準(zhǔn)確可靠。

2.2.4 旋光度法 甘露醇具有一定的旋光性,但比旋度低,一般采用添加附加劑的方法提高甘露醇的旋光度,然后用旋光儀進(jìn)行檢測(cè)分析。王金成、王亞?wèn)|等人以鉬酸銨為附加劑,應(yīng)用鉬酸銨與甘露醇作用產(chǎn)生旋光型,用旋光法測(cè)定甘露醇注射液含量,取得了良好效果。旋光法一般用來(lái)檢測(cè)純度較高的甘露醇制劑,檢測(cè)復(fù)雜體系中的甘露醇目前還未見(jiàn)報(bào)道,但用這種方法可以檢測(cè)含有甘露醇同分異構(gòu)體山梨醇的混合物。張?jiān)?、崔寶秋等人?duì)甘露醇和山梨醇在硼砂水溶液中的旋光性進(jìn)行了研究,其實(shí)測(cè)值與理論值的誤差很小,所以認(rèn)為用改進(jìn)的旋光度法檢測(cè)甘露醇和山梨醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是一種簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)實(shí)用方法。

2.2.5 折光法 折光法一般用于注射液制劑的快速檢測(cè),其原理是利用甘露醇具有一定的折光度,其含量與折光度具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。曹家惠、肖順林等人為適應(yīng)醫(yī)院制劑生產(chǎn)的快速檢驗(yàn),采用折光法,用葡萄糖量計(jì)測(cè)定不同濃度甘露醇溶液的含量與用藥典規(guī)定的方法測(cè)定的含量相比較,發(fā)現(xiàn)兩種方法檢測(cè)的結(jié)果相近,誤差較小,在允許范圍內(nèi)。賈金鳳、臺(tái)鴻軍確定了用折光法測(cè)定甘露醇注射液半成品含量的方法,測(cè)試濃度在標(biāo)示量的范圍內(nèi)折光率與樣品濃度成線性關(guān)系,與法定檢驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果比較無(wú)顯著性差異,由此認(rèn)為甘露醇的含量測(cè)定用折光法測(cè)定是切實(shí)可行的。

2.2.6 高效液相色譜法 近年來(lái)由于高效液相色譜儀的逐漸普及,利用高效液相色譜法檢測(cè)甘露醇的研究也越來(lái)越多,這種方法對(duì)于檢測(cè)復(fù)雜體系中的甘露醇含量具有明顯的優(yōu)勢(shì)。黎海芪等人采用 HPLC法 (示差折光檢測(cè)器、糖專(zhuān)用柱)檢測(cè)研究尿液標(biāo)本中甘露醇和乳果糖濃度,能使甘露醇和乳果糖得到良好分離,甘露醇的回收率在 93%-98%之間。陳堅(jiān)毅、張灼示利用差折光檢測(cè) &高效液相色譜內(nèi)標(biāo)法測(cè)定蟲(chóng)草中的甘露醇,該方法采用水超聲浸取提取蟲(chóng)草中的甘露醇,提取液用 ZORBAX-C18固相萃取小柱預(yù)分離純化,然后用 ZORBAX鈣型陽(yáng)離子交換柱為固定相,示差折光儀為檢測(cè)器測(cè)定蟲(chóng)草樣品中的甘露醇含量。采用該法可消除示差折光檢查器信號(hào)不夠穩(wěn)定造成的誤差,用于蟲(chóng)草樣品的測(cè)定,結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。甘賓賓、馬彥、葉志云等人用反相高效液相色譜法,以 NueleosilNH3,示差折光儀為檢測(cè)器,一次進(jìn)樣同時(shí)測(cè)定了樣品中山梨醇和甘露醇的含量,所得結(jié)果良好,山梨醇和甘露醇最低檢出限在微克級(jí)。王琳、王炯等研究了用固相萃取預(yù)分離高效液相色譜法測(cè)定冬蟲(chóng)夏草中甘露醇的方法。冬蟲(chóng)夏草樣品用水超聲振蕩提取后用Waters Sep-Pak-C18固定相,水為流動(dòng)相,示差折光儀為檢測(cè)器,測(cè)定冬蟲(chóng)夏草樣品中的甘露醇含量。

2.2.7 氣象色譜法 采用氣相色譜分析甘露醇這樣的多羥基化合物時(shí),由于多羥基化合物極性大、沸點(diǎn)高,直接進(jìn)樣分析無(wú)法進(jìn)行,一般是將甘露醇轉(zhuǎn)化為極性小、易揮發(fā)的衍生物,再進(jìn)行氣相色譜分析,這種方法可以檢測(cè)復(fù)雜體系中的甘露醇。劉敬蘭、陳連文用衍生化毛細(xì)管氣相色譜法分離測(cè)定山梨醇和甘露醇,該方法采用乙酸酐為衍生化試劑,吡啶為溶劑和催化劑,將山梨醇和甘露醇轉(zhuǎn)化成易揮發(fā)的糖醇乙酰酯衍生物。用苯基氰丙基聚硅氧烷 (BPX-70)毛細(xì)管色譜柱分離分析,使同分異構(gòu)體的六元醇得到了很好的分離,山梨醇和甘露醇的線性范圍均為 2.5-12.5g/L,檢測(cè)限分別為 0.6ng和 0.68ng。劉曉宇、謝勇用氣相色譜法測(cè)定太白洋參中的甘露醇含量,其方法是采用氫火焰離子化檢測(cè)器測(cè)定太白洋參中的甘露醇含量,用 OV-225填充柱分離,該方法平均回收率為 90.66%,檢出限為 0.1mg/kg。王波、徐哲、金順姬等人采用氣相色譜法測(cè)定蛹蟲(chóng)草中的甘露醇含量,采用毛細(xì)管柱、用無(wú)水吡啶進(jìn)行衍生,檢測(cè)結(jié)果比較穩(wěn)定,平均回收率 101.45%,方法簡(jiǎn)便可行。

2.2.8 差示掃描量熱法 當(dāng)材料純度降低時(shí),它的熔點(diǎn)也會(huì)降低,而且其熔化區(qū)間 (吸熱 DSC峰)會(huì)變寬,即使極少量的雜質(zhì)也會(huì)極大地改變?nèi)刍瘏^(qū)間 (峰)的寬度,根據(jù)這一原理,甘露醇的純度可通過(guò)此寬度來(lái)檢測(cè)。

2.2.9 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) +近紅外光譜法 近紅外光譜是近年興起的綠色分析技術(shù),具有快速、無(wú)損、原位與無(wú)消耗等特點(diǎn),己廣泛地用于石化、農(nóng)業(yè)和食品等領(lǐng)域,在制藥行業(yè)中,該技術(shù)被應(yīng)用于藥物混合過(guò)程的監(jiān)控、水分測(cè)定和藥效成分分析等。

2.2.10 一階導(dǎo)數(shù)紫外光譜法 導(dǎo)數(shù)光譜是紫外光譜的延伸,由紫外光譜經(jīng)一定的數(shù)學(xué)處理后得到,其定量測(cè)定的基本原理系根據(jù)朗伯 +比爾定律,對(duì)其取%階導(dǎo)數(shù),其結(jié)果均與濃度成正比,由光譜法獲得的導(dǎo)數(shù)光譜表現(xiàn)為其波峰或波谷與波長(zhǎng)垂直距離及濃度成正比。

2.2.11 毛細(xì)管電泳電化學(xué)法 具有多羥基的糖類(lèi)物質(zhì)在堿性條件下,易在銅電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),使用電化學(xué)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),不需衍生直接測(cè)定,可以得到較高的靈敏度和選擇性,利用這個(gè)原理可以用來(lái)檢測(cè)甘露醇。程宏英、錢(qián)蕙等人利用毛細(xì)管電泳 -電化學(xué)檢測(cè)研究菊花中的糖類(lèi),測(cè)定出 D-甘露醇的含量,并且比較了不同種菊花中 D-甘露醇及 6種糖含量的差異。研究了電極電位、運(yùn)行液的濃度、電泳電壓及進(jìn)樣時(shí)間等對(duì)D-甘露醇及糖類(lèi)成分分離的影響,得到了較優(yōu)化的測(cè)定條件。結(jié)果表明,電泳 -電化學(xué)檢測(cè)運(yùn)用 Cu電極進(jìn)行測(cè)定,對(duì)菊花和野菊樣品中的 D-甘露醇和糖類(lèi)成分具有很好的選擇性。

3 總結(jié)

甘露醇分析檢測(cè)的方法有很多,一般采用中華人民共和國(guó)藥典規(guī)定的的碘量法,這種方法屬于化學(xué)法,適用于高純度的甘露醇制劑,對(duì)于復(fù)雜體系,特別是含有還原性物質(zhì)的樣品,除非通過(guò)提純,否則甘露醇的測(cè)定會(huì)產(chǎn)生較大誤差,因此化學(xué)法有較大限制。利用甘露醇的物理性質(zhì),發(fā)展了很多新的方法。在實(shí)際生產(chǎn)中,有時(shí)需要對(duì)中間過(guò)程中的甘露醇的含量進(jìn)行檢測(cè),如對(duì)發(fā)酵過(guò)程中甘露醇的檢測(cè),這需要快速、靈敏的方法,本文中介紹的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—近紅外光譜法為這種需要在線監(jiān)控檢測(cè)的技術(shù)提供了可能。

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