聚烯丙胺涂层毛细管电泳结合电容耦合非接触式电导检测技术，用于快速分析面包中的功能性阴离子

《Analytica Chimica Acta》：Polyallylamine-coated capillary electrophoresis with capacitively coupled contactless conductivity detection for rapid analysis of functional anions in bread

本研究开发了一种基于聚 allylamine（PAA）-3-环氧基丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）共价涂层的毛细管电泳-C4D检测法，用于快速高效分离面包中的20种功能阴离子。通过抑制阴向电渗流（EOF），该涂层在40 mM MES/L-His缓冲液（pH 6.0）中实现10分钟内分离， plate number per meter达0.4×105-0.9×105 m-1，分辨率（Rs）>0.9，相对迁移时间标准差（%RMT）<0.5%。方法相比传统CTAB涂层具有更稳定的表面修饰、更高的重现性和灵敏度（LOD 0.01-0.08 mM），成功应用于面包中无机/有机酸及防腐剂的多阴离子同步检测，为食品安全监测提供高效解决方案。

　　这项研究提出了一种新型的毛细管电泳（CE）方法，结合了电容耦合无接触电导检测（C⁴D），用于快速高效地分离面包中的阴离子。该方法通过使用聚乙烯亚胺（PAA）涂层，结合3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）进行稳定、共价接枝，从而有效调控阴极电渗流（EOF），提升分离性能。与传统使用十二烷基三甲基溴化铵（CTAB）的动态涂层相比，这种方法不需要长时间的平衡时间，也不会导致峰漂移，从而实现了更可靠和可重复的分离结果。

在传统方法中，为了实现阴离子分离，通常会使用阳离子表面活性剂如CTAB来形成动态涂层。然而，这些动态涂层存在一些问题，例如电渗流平衡缓慢、缓冲液过热以及离子与表面活性剂之间的不期望相互作用，这些问题会影响分离的稳定性和重复性。为了解决这些问题，研究团队开发了一种更稳定的共价键合涂层，利用GPTMS作为硅烷试剂，将PAA固定在毛细管内壁上。这种方法不仅减少了电渗流的波动，还显著提高了分离效率，使得在较短时间内（约10分钟）能够实现对20种阴离子的分离和定量。此外，该方法还表现出优异的重复性，相对迁移时间（RMT）的%RSD低于0.5%，这在很大程度上优于传统的动态涂层方法。

研究结果表明，PAA涂层的毛细管在不同缓冲液条件下展现出稳定的电渗流特性。例如，在MES/L-His缓冲液（pH 6.0）中，PAA涂层的毛细管的电渗流强度分别降低了约50%和70%，相比未涂层的毛细管，这种抑制效果显著。同时，PAA涂层能够提供更高的分离效率，其每米的理论塔板数（N）在0.4 × 10⁵至0.9 × 10⁵之间，而分辨率（R_s）也得到了显著提升。这表明PAA涂层在阴离子分离中的作用是有效的，并且能够提高检测的准确性和重复性。

此外，研究还评估了该方法在实际应用中的性能，包括对不同种类面包样品的分析。通过使用PAA涂层毛细管结合C⁴D检测，能够对有机酸、无机阴离子以及防腐剂进行分离和定量。实验结果显示，该方法在不同浓度的样品中表现出良好的线性关系（r² ≥ 0.98），并且具有较高的灵敏度（LOD在0.01至0.08 mM之间）。此外，方法的精密度和选择性也得到了验证，相对迁移时间的%RSD在0.1%至12.6%之间，而选择性参数α在0.86至0.98之间，表明该方法在复杂样品中能够有效区分多种阴离子。

在实际应用中，这种方法可以用于监测面包的安全性、营养价值、发酵过程和可能的腐败情况。例如，氯化物主要来源于盐，它不仅增强了面筋，还改善了面包的风味；硫酸盐则来自水分或添加剂，对风味有细微影响；乳酸由乳酸菌产生，增加了酸度和特色发酵香味；而琥珀酸和乙酸作为发酵产物，提供了鲜味和酸味。丙酸和山梨酸作为防腐剂，用于抑制霉菌生长，延长保质期。通过该方法，可以准确检测这些关键阴离子，确保面包的质量和安全。

该研究还评估了方法的回收率，结果显示在小麦面包和白面包样品中，回收率范围在80%至110%之间，表明该方法在实际应用中具有较高的准确性和可靠性。同时，该方法能够在80次连续运行中保持稳定的性能，显示出其在常规分析中的实用性。此外，该方法无需在运行缓冲液中添加电渗流调节剂，简化了实验流程，提高了检测效率。

总的来说，这项研究提出了一种基于PAA涂层的毛细管电泳方法，结合C⁴D检测，用于快速、高效的阴离子分离。该方法在分离效率、分辨率、精密度和长期稳定性方面均优于传统方法，具有广泛的应用前景，特别是在食品分析领域。通过这种稳定且可控的涂层技术，研究团队为阴离子的检测提供了一种更可靠、更高效的解决方案，有助于提高食品质量监控的准确性和效率。