超高效液相色谱法测定Menaquinone-7原料药主成分及有关物质
2018-01-23孔凡建李银科
宋 怡,孔凡建,李银科,王 泉
维生素K是一类天然存在的脂溶性维生素,维生素K2(甲基萘醌类,Menaquinone,简称MK)是一组在2-甲基-1,4-萘醌母核上有不同长度的聚异戊二烯侧链的化合物。Menaquinone-7(MK-7)属于维生素K2中的一类,它的侧链含有7个异戊二烯基团,结构式见图1。
维生素 K2主要通过微生物发酵产生[1-2],也可由人工合成得到[3]。研究发现,维生素K2具有治疗和预防骨质疏松[4-6]、促进凝血等功能[7],同时在治疗肝癌[8-9]、乳腺癌[10]等方面表现出良好的疗效。MK-7作为维生素K2最重要的一类,还具有防止血管钙化,降低冠状动脉心脏病的风险[11],以及治疗类风湿性关节炎的功能[12]。
图1 MK-7的结构式Fig.1 Structural f or mula of MK-7
目前,尚未见到用超高效液相色谱法测定MK-7原料药主成分及有关物质的报道。本工作参考了国外对母乳、血液、食品中维生素K2的测定方法[13-17],应用超高相液相色谱分析技术对 MK-7原料药主成分及有关物质进行测定,拟为MK-7质量标准的制定提供参考。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
Agilent 1290 Infinity型超高效液相色谱系统,配二极管阵列检测器(DAD)和Open LAB CDS工作站;TB-215D型十万分之一电子天平;Elga型超纯水机。
对照品溶液:避光操作,称取 MK-7对照品25.21 mg置于25 mL棕色容量瓶中,加无水乙醇超声溶解并稀释至刻度,摇匀,制成对照品储备溶液。移取1.00 mL对照品储备溶液,置于10 mL棕色容量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为对照品溶液。
MK-7对照品纯度为99.1%,无水乙醇、异丙醇为分析纯,甲醇为色谱纯,试验用水为超纯水。
1.2 仪器工作条件
Agilent Eclipse pl us C18色谱柱 (2.1 mm×50 mm,1.8μm);流动相为甲醇-水(98+2)混合液;流量0.3 mL·min-1;检测波长为246 n m(主成分测定),270 n m(有关物质测定);柱温30℃;进样量2μL。
1.3 试验方法
避光条件下,称取MK-7原料药25.12 mg置于25 mL棕色容量瓶中,加无水乙醇超声溶解并定容,摇匀,制成供试品储备溶液。移取供试品储备溶液1.00 mL置于10 mL棕色容量瓶中,用无水乙醇稀释至刻度,摇匀,配制供试品溶液,在仪器工作条件下进行测定。
移取4.00 mL供试品储备溶液,置于10 mL棕色容量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为有关物质供试品溶液。移取上述溶液1.00 mL置于50 mL棕色容量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为有关物质对照溶液,在仪器工作条件下进行测定。
2 结果与讨论
2.1 检测波长的选择
采用二极管阵列检测器对供试品溶液在波长200~400 n m内进行扫描,发现在波长246,270 n m处有最大吸收,见图2。
图2 MK-7紫外吸收光谱Fig.2 UV adsorption spectru m of MK-7
由图2可知:在波长246 n m处,杂质较少,无干扰;在270 n m处,杂质有明显吸收,且基线噪声较小。试验选择270 n m为有关物质的检测波长,246 n m为MK-7的检测波长。
2.2 溶剂的选择
分别用异丙醇、甲醇、无水乙醇溶解并稀释供试品,制成3份质量浓度为0.1 g·L-1的溶液,按仪器工作条件进样分析。3份溶液的峰形及对称性均较好,而异丙醇和无水乙醇能较快溶解样品,甲醇溶解样品的时间较长。从经济性方面考虑,试验选择无水乙醇作为溶剂。
2.3 专属性考察
取0.2 g·L-1供试品溶液共5份,1份在70℃恒温水浴中加热1 h,作为高温破坏溶液;1份在4300lx的强光下照射1 h,作为光照破坏溶液;其余3份分别加入0.1 mol·L-1盐酸溶液、0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液、30 g·L-1过氧化氢溶液各1 mL加热1 h,并调节p H至中性,分别作为酸破坏溶液、碱破坏溶液、氧化破坏溶液。将5份专属性溶液和1份0.2 g·L-1供试品溶液按仪器工作条件,在波长270 n m下进样分析,色谱图见图3。
图3 不同条件下MK-7专属性试验的色谱图Fig.3 Chro matograms of specificity test of MK-7 under different conditions
由图3可知:MK-7在酸、碱、光照、高温及氧化条件下均不稳定,不同程度分解而产生杂质;但在上述色谱条件下各杂质峰与主成分峰均能较好地分离,对MK-7及有关物质的测定无干扰,说明建立的方法具有良好的专属性。由图3还可知:MK-7在碱性条件下几乎完全分解,在光照下产生的杂质较多,说明该物质对光敏感,易被碱破坏,故在生产、运输和储存的过程中应采取避光措施,并避免与碱性物质的接触。
2.4 系统适用性试验
分别将对照品溶液、供试品溶液和空白溶液,按仪器工作条件在波长246 n m处进样分析,色谱图见图4。MK-7的保留时间为7.05 min,理论塔板数为10 889,拖尾因子为0.94。
2.5 方法学考察
2.5.1 线性范围与检出限
移取MK-7对照品储备溶液适量,配制成质量浓度分别为0.005,0.010,0.025,0.050,0.100,0.200,0.400 g·L-1的对照品溶液系列,按仪器工作条件在波长246 n m处进样分析,记录色谱图及峰面积。以峰面积为纵坐标(y)和MK-7质量浓度为横坐标(x)进行线性回归,MK-7的线性范围为0.005~0.400 g·L-1,线性回归方程为y=1.430×104x-3.620×101,相关系数为0.999 8。
按3倍信噪比时的质量浓度计算得检出限(3S/N)为0.1 mg·L-1。
图4 对照品溶液、供试品溶液、空白溶液的色谱图Fig.4 Chr o matograms of standard solution,sa mple solution and blank solution
2.5.2 精密度试验
平行配制6份供试品溶液,在波长246 n m处进样分析,测得MK-7质量分数的平均值为98.0%,相对标准偏差(RSD)为0.6%,说明方法的精密度较高。
2.5.3 稳定性试验
取供试品溶液,在10℃下避光保存12 h,每隔2 h进样一次,按仪器工作条件在波长246 n m处分析,测得MK-7峰面积的RSD为0.7%。说明供试品溶液在12 h内,10℃避光条件下稳定性良好。
2.5.4 回收试验
称取MK-7供试品适量,按试验方法进行加标回收试验,结果见表1。
表1 回收试验结果Tab.1 Results of test for recovery
2.6 样品分析
称取2批MK-7原料药,按试验方法配制供试品溶液,在波长246 n m处进样分析。按外标法以峰面积计算MK-7的质量分数,结果见表2。
表2 样品中MK-7的测定结果(n=3)Tab.2 Deter mination results of MK-7 in sa mples(n=3)
2.7 有关物质测定
称取2批MK-7原料药,按试验方法配制有关物质溶液,移取对照溶液2μL,在波长270 n m处进样分析,调节检测灵敏度,使主成分色谱峰的峰高约为满量程的25%,再移取有关物质供试品溶液和对照品溶液各2μL,按仪器工作条件进样分析,记录色谱图至主成分保留时间的3倍,以自身对照法计算杂质含量,结果见表3。
表3 样品有关物质测定结果Tab.3 Deter mination results of the related substances in samples
由表3可知:2批MK-7原料药中单个杂质质量分数未超过0.5%,杂质总质量分数未超过1.0%,故可将单个杂质限量定为0.5%,杂质总量限量定为1.0%。
本工作应用超高效液相色谱技术,建立了测定MK-7原料药主成分和有关物质的方法。本方法分析时间短,专属性强,检出限低,结果准确可靠,可作为MK-7原料药的分析方法,用于其主成分与有关物质的检测分析,可为MK-7原料药质量标准的建立提供参考。参考文献:
[1] SATO T,YAMADA Y,OHTANI Y,et al.Efficient production of menaquinone(vitamin K2)by a menadione-resistant mutant of Bacillus subtilis[J].Jour nal of Industrial Microbiology and Biotechnology,2001,26(3):115-120.
[2] 沙长青,杨志兴,赵长山.纳豆芽孢杆菌发酵生产维生素K2的生物合成途径及其基因调控[J].生物技术,2004,14(5):55-57.
[3] 陶轶,焦淑清,杨明波,等.维生素K2类化合物合成研究进展[J].化学通报,2013,76(3):238-243.
[4] I WAMOTO J,SATO Y,TAKEDA T,et al.Highdose vitamin K supplementation reduces fracture incidence in post menopausal women:A review of the literature[J].Nutrition Research,2009,29(4):221-228.
[5] URANO A,HOTTA M,OHWADA R,et al.Vitamin K deficiency evaluated by ser u m levels of undercar boxylated osteocalcin in patients with anorexia nervosa with bone loss[J].Clinical Nutrition,2014,34(3):443-448.
[6] HA MIDI M S,GAJIC-VELJANOSKI O,CHEUNG A M.Vitamin K and bone health[J].Jour nal of Clinical Densitometry,2013,16(4):409-413.
[7] 詹芝娅.凝血/纤溶系统与SIRS、Sepsis[J].黑龙江医药,2008,21(5):69-71.
[8] XIA J H,MATSUHASHI S,HA MAJI MA H,et al.The role of PKC isofor ms in t he inhibition of NF-κB activation by vitamin K2in human hepatocellular carcino ma cells[J].The Jour nal of Nutritional Biochemistry,2012,23(12):1668-1675.
[9] YOSHIJI H,NOGUCHI R,TOYOHARA M,et al.Combination of vitamin K2and angiotensin-converting enzy me inhibitor ameliorates cu mulative recurrence of hepatocellular carcino ma[J].Jour nal of Hepatology,2009,51(2):315-321.
[10] KIELY M,HODGINS S J,MERRIGAN B A,et al.Real-time cell analysis of the inhibitory effect of vitamin K2on adhesion and proliferation of breast cancercells[J].Nutrition Research,2015,35(8):736-743.
[11] 朱杰,王中群,王昭军,等.维生素K2抑制血管钙化作用与机制研究进展[J].中华老年心脑血管病杂志,2016,18(1):94-96.
[12] ABDEL-RAHMAN M S, ALKADY E A M,AH MED S.Menaquinone-7 as a novel phar macological therapy in the treat ment of r heu matoid arthritis:A clinical study[J].European Journal of Phar macology,2015,761:273-278.
[13] GENTILI A,MICCHELI A,TOMAI P,et al.Liquid chro matography-tandem mass spectro metr y method f or the deter mination of vitamin K homologues in hu man milk after over night cold saponification[J].Jour nal of Food Co mposition and Analysis,2016,47:21-30.
[14] VIAS P,BRAVO-BRAVO M,LPEZ-GARCA I,et al.Dispersive liquid-liquid microextraction for the deter mination of vitamins D and K in foods by liquid chromatography with diode-array and at mospheric pressure chemical ionization-mass spectro metry detection[J].Talanta,2013,15:806-813.
[15] SUHARA Y,KA MAO M,TSUGA WA N,et al.Method for the deter mination of vitamin K ho mologues in hu man plas ma using high-perf or mance liquid chr omatography-tandem mass spectro metr y[J].Analytical Chemistry,2005,77(3):757-763.
[16] JAKOB E,EL MADFA I.Rapid and si mple HPLC analysis of vitamin K in f ood,tissues and blood[J].Food Chemistr y,2000,68:219-223.
[17] GENTILI A,CAFOLLA A,GASPERI T,et al.Rapid,high perfor mance method f or the deter mination of vitamin K1,menaquinone-4 and vitamin K12,3-epoxide in human seru m and plasma using liquid chr omatography-hybrid quadr upole linear ion trap mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A,2014,1338:102-110.