Simultaneous determination of vitamin A, D and four vitamin E isomers in infant formula by offline solid phase extraction and online two-dimensional liquid chromatography

Význam tématu

Správné a citlivé stanovení vitamínů A, D a jednotlivých isomerů vitamínu E v kojenecké výživě je klíčové pro zajištění nutriční kvality finálních produktů. Metody založené na kapalné chromatografii jsou dnes standardem, avšak tradiční předúprava vzorků kapalně-kapalnou extrakcí je časově náročná, spotřebovává velké objemy toxických rozpouštědel a může vést k degradaci analy­tů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat rychlou, kvantitativní a robustní 2D-LC metodu pro simultánní detekci sedmi vitamínů (vitamín A, D2, D3 a čtyři izomery vitamínu E) ve vzorcích kojenecké výživy. Před chromatografickou analýzou autoři nahradili klasickou kapalně-kapalnou extrakci offline SPE (solid phase extraction), což vede k efektivnější, bezpečnější a citlivější přípravě vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek (5 g prášku) byl saponifikován v ethanolu s přídavkem KOH, BHT a kyseliny askorbové při 80 °C po dobu 30 minut. Po ochlazení následovala buď klasická kapalně-kapalná extrakce, nebo SPE na PFP kolonce HyperSep Retain PFP. Eluce SPE byla optimalizována na acetonu; eluát se koncentroval dusíkem a rekonstituoval metanolem.

• HPLC systém: Thermo Scientific Vanquish Core s dual pumpami, split samplerem, 2× 2-polohovými přepínacími ventily a teplotní komorou.
• Kolony: 1D FOODKIT 2 ADE (3×150 mm, 2,6 μm) pro vitamíny A a E; 2D FOODKIT 1 & 2 ADE (4,6×100 mm, 2,6 μm) pro vitamíny D2/D3.
• Detekce: Diode Array Detector (264, 296, 325 nm) a Fluorescence Detector (Ex 295 nm, Em 330 nm).
• Software: Chromeleon 7.3 pro řízení systému a zpracování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace 2D gradientů a ventilačních časů umožnila zkrátit celkovou analýzu ze 35 na 24 minut. Metoda vykazuje v rozsahu lineární závislosti R² > 0,9993 a detekční limity pro vitamín D3 až 3,5 ng/mL. Opakovatelnost peak area (RSD) je u všech analy­tů < 1 %. Srovnání SPE a kapalně-kapalné extrakce ukázalo podobné obsahy vitamínů, avšak SPE zkracuje předúpravu z ~3 h na 1 h, šetří rozpouštědla a snižuje ztráty analy­tů.

Přínosy a praktické využití metody

Nová metoda nabízí:

• Rychlou a robustní přípravu vzorku bez rozsáhlé manipulace s toxickými rozpouštědly.
• Vyšší citlivost a přesnost stanovení vitamínů, včetně izomerů vitamínu E.
• Zjednodušení a zkrácení analytického workflow, vhodné pro rutinní QA/QC laboratoře.
• Možnost rozšíření pro další mléčné a potravinářské matrice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další automatizace a miniaturizace SPE modulů, integrace 2D-LC s hmotnostní detekcí pro vyšší selektivitu a hlubší profiling lipid‐rozpustných vitamínů, a přenos metod do vysoce propustných platforem pro screening širokých vzorkových sérií.

Závěr

Popsaná offline SPE + online 2D-LC metoda pro simultánní stanovení vitamínů A, D2, D3 a čtyř izomerů E v kojenecké výživě je rychlá, citlivá a opakovatelná. Výrazně zkracuje dobu předúpravy, snižuje spotřebu rozpouštědel a poskytuje spolehlivé výsledky vhodné pro rutinní kontrolu kvality.

Reference

1. Stillwell W. An introduction to biological membranes. 2nd ed. Elsevier Science; 2016.
2. Kamal-Eldin A, Görgen S, Lampi AM. Normal phase high performance liquid chromatography of tocopherols and tocotrienols. J Chromatogr A. 2000;881:217–227.
3. Chen JB. Rapid detection of vitamins A, D and E in food by on-line purification two-dimensional HPLC. J Food Saf Qual. 2019;10(6):1726–1733.
4. Zhang YH, Zhu XY, Yang XL, Jin Y. Simultaneous qualification of vitamins A, D3 and E in infant formulae by LC with automated online 2D column switching. Chinese J Anal Chem. 2013;41:771–775.
5. Zhang YH, Jin Y. Simultaneous determination of vitamins A, D3, and E in infant formula by online 2D liquid chromatography. Chinese J Chromatogr. 2015;33(3):291–297.
6. Zhang YH, Zhang DW, Cao Y. Simultaneous determination of vitamins A, D in pharmaceuticals by online 2D RP-LC. J Instrum Anal. 2016;35(1):28–34.
7. Woollard DC, Bensch A. Determination of vitamin A and E esters in infant formulae by HPLC with internal standardization. Food Chem. 2016;197(A):457–465.
8. GB 5009.82-2016. Determination of vitamins A, D, E in foods. National Food Safety Standard of China.
9. Aurea A, Victor C. Solid-phase extraction of organic compounds: A critical review. Part II. Trends Anal Chem. 2016;80:655–667.