techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2025-15-4-109-122techusgu-358Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYОценка возможности индивидуального и совместного хроматографического определения моно- и дисахаридовEvaluation of the possibility of individual and joint chromatographic determination of mono- and disaccharideshttps://orcid.org/0000-0002-6256-2848МелиховаЕ. В.MelikhovaE. V.

Мелихова Елена Владимировна, кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры химии

Elena V. Melikhova, Candidate of Sciences (Chemistry), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Chemistry

mev80@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0007-2493-9388КотельниковаВ. С.KotelnikovaV. S.

Котельникова Вероника Сергеевна, студент третьего курса специальности 04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия»

Veronika S. Kotelnikova, Student

kotelnikova86rus@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-0993-4627СырыхД. А.SyrykhD. A.

Сырых Дмитрий Алексеевич, студент третьего курса специальности 04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия»

Dmitry A. Syrykh, Student

sirih.dima2015@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8724-4408ЕгоровГ. А.EgorovG. A.

Егоров Геннадий Александрович, инженер 1 категории

Gennady A. Egorov, Engineer

egorov_ga53@mail.ruЛипецкий государственный технический университетРоссияLipetsk State Technical UniversityRussian Federation202515012026154109122Copyright © Мелихова Е.В., Котельникова В.С., Сырых Д.А., Егоров Г.А., 20262026Мелихова Е.В., Котельникова В.С., Сырых Д.А., Егоров Г.А.Melikhova E.V., Kotelnikova V.S., Syrykh D.A., Egorov G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/358

Цель работы – изучение условий разделения и определения моно- и дисахаридов в биологических пробах и образцах пищевых продуктов методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектированием.

Методы

Методы. Исследования проводились на жидкостном хроматографе LC-20AD (Shimadzu, Япония) cо спектрофотометрическим детектором, колонкой Supelco LC-18-T (4,6×250 мм, 5 мкм) и программным обеспечением «LС solution». Альтернативный анализ проводили на спектрофотометре КФК-3 (Россия).

Результаты

Результаты. Экспериментально для индивидуального и совместного определения глюкозы, лактозы, сахарозы и фруктозы методом высокоэффективной хроматографии установлен состав подвижной фазы ацетонитрил:вода – 80:20 и скорость ее потока – 0,6 мл/мин, при которых достигается наибольшая чувствительность определения аналитов. Построены градуировочные функции индивидуального определения углеводов и в смеси, рассчитаны их метрологические характеристики. Наибольшая чувствительность зафиксирована при определении лактозы. Результаты хроматографического анализа сравнены с данными спектрофотометрического определения углеводов, значимых расхождений не найдено.

Заключение

Заключение. Анализ образцов урины и пищевых продуктов (молоко, сироп и печенье для диабетиков) показал соответствие заявленного производителем содержания аналитов и подтвердил диагноз больного, предоставившего биологическую жидкость. Это позволяет рекомендовать предложенные методики для контроля за содержанием моно- и дисахаридов в образцах со сложными по составу матрицами.

 

 

Purpose of research. To study the conditions of separation and determination of mono- and disaccharides in biological samples and food samples by reverse-phase high-performance liquid chromatography with UV detection.Methods. The studies were carried out using an LC-20AD liquid chromatograph (Shimadzu, Japan) with a spectrophotometric detector, a Supelco LC-18-T column (4.6×250 mm, 5 microns) and LC solution software. An alternative analysis was performed on a KFK-3 spectrophotometer (Russia).Results. The composition of the mobile phase acetonitrile has been experimentally determined for individual and joint determination of glucose, lactose, sucrose and fructose by high-performance chromatography:water is 80:20 and its flow rate is 0.6 ml/min, at which the highest sensitivity of analyte detection is achieved. Calibration functions for the individual determination of carbohydrates and mixtures are constructed, with the individual determination of glucose, lactose, sucrose and fructose, the linear ranges and detection limits  (сmin) are 0.5–30.0 mg/ml, сmin = 0.15 mg/ml; 25–45 mcg/ml, сmin = 9 mcg/ml; 4–16 mg/ml, сmin = 1.03 mg/ml; 5–40 mg/ml, сmin = 2.35 mg/ml, respectively. When combined: 0.5–15.0 mg/ml, сmin = 0.18 mg/ml for glucose; 30–45 mcg/ml, сmin = 2 mcg/ml for lactose; 4–32 mg/ml, сmin = 2.18 mg/ml for sucrose; 5–30 mg/ml, сmin = 3.34 mg/ml for fructose. The greatest sensitivity was recorded in the determination of lactose. The results of the chromatographic analysis were compared with the data of the spectrophotometric determination of carbohydrates, no significant discrepancies were found.Conclusion. Analysis of urine and food samples (milk, syrup, and cookies for diabetics) showed compliance with the analyte content stated by the manufacturer and confirmed the diagnosis of the patient who provided the biological fluid. This allows us to recommend the proposed methods for monitoring the content of mono- and disaccharides in samples with complex matrices. 

высокоэффективная жидкостная хроматографияуглеводыобразцы пищевых продуктовбиологические жидкостиhigh-performance liquid chromatographycarbohydratesfood productsbiological fluidsReferencesТерещук Л.В., Старовойтова К.В. Пищевая химия. Кемерово: Кемеров. гос. ун-т, 2020. 126 с.Tereshchuk L.V., Starovoitova K.V. Food chemistry. Kemerovo: Kemerov. gos. un-t; 2020. 126 p. (In Russ.)Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным Федерального регистра сахарного диабета // Сахарный диабет. 2017. Т. 20, № 1. С. 13-41. https://doi.org/10.14341/DM8664.Dedov I.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K. Epidemiology of diabetes mellitus in the Russian Federation: clinical and statistical analysis according to the Federal register of diabetes mellitus. Sakharnyi diabet = Diabetes mellitus. 2017;20(1):13-41. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/DM8664Арбатский А.П., Трактина Е.П., Смирнова Л.А. Исследование химических свойств хитозана титриметрическим методом // Журнал прикладной химии. 2006. Т. 79, № 2. С. 272-274.Arbatsky A.P., Traktina E.P., Smirnova L.A. Investigation of chemical properties of chitosan by titrimetric method. Zhurnal prikladnoi khimii = Journal of Applied Chemistry. 2006;79(2):272-274. (In Russ.)Bavykina T.Yu. Study of desorption of easily digestible carbohydrates from the oral cavity // Actual problems of medicine. 2023. Vol. 46, no. 1. P. 73-78. https://doi.org/10.52575/2687-0940-2023-46-1-73-78.Bavykina T.Yu. Study of desorption of easily digestible carbohydrates from the oral cavity. Actual problems of medicine. 2023;46(1):73-78. https://doi.org/10.52575/2687-0940-2023-46-1-73-78.Turdalieva P.K. Углеводы // Universum: химия и биология. 2024. № 2-1(116). P. 58-60. https://doi.org/10.32743/UniChem.2024.116.2.16718.Turdalieva P.K. Tribulus terrestrisl. Carbohydrates. Universum: khimiya i biologiya = Universum: Chemistry and Biology. 2024;2-1(116):58-60. https://doi.org/10.32743/UniChem.2024.116.2.16718.Kropacheva T.N. Electrochemical determination of carbohydrates in wines using copper electrodes // Vestnik of Technological University. 2023. Vol. 26, no. 7. P. 32-36. https://doi.org/10.55421/1998-7072_2023_26_7_32.Kropacheva T.N. Electrochemical determination of carbohydrates in wines using copper electrodes. Vestnik of Technological University = Vestnik of Technological University. 2023;26(7):32-36. https://doi.org/10.55421/1998-7072_2023_26_7_32.Kartsova L.A. Capillary electrophoresis method: biomedical applications // Laboratory and Production. 2023. Vol. 2, no. 24. P. 32-46. https://doi.org/10.32757/2619-0923.2023.2.24.32.46.Kartsova L.A. Capillary electrophoresis method: biomedical applications. Laboratory and Production. 2023;2(24):32-46. https://doi.org/10.32757/2619-0923. 2023.2.24.32.46.Карцова Л.А., Бессонова Е.А., Сомова В.Д. Гидрофильная хроматография // Журнал аналитической химии. 2019. Т. 74, № 5. С. 323-334. https://doi.org/10.1134/S0044450219050050.Kartsova L.A., Bessonova E.A., Somova V.D. Hydrophilic interaction chromatography. Zhurnal analiticheskoi khimii = Journal of Analytical Chemistry. 2019;74(5):415-424. https://doi.org/10.1134/ S1061934819050058. (In Russ.)Методы непрерывного хроматографического разделения веществ / Л.Н. Москвин, А.Е. Костанян, А.Л. Москвин, О.В. Родионов, Н.М. Якимова // Журнал аналитической химии. 2023. Т. 78, № 6. С. 483-495. https://doi.org/10.31857/S0044450223040126.Moskvin L.N., Kostanyan A.E., Moskvin A.L., Rodionov O.V., Yakimova N.M. Methods for the continuous chromatographic separation of substances. Zhurnal analiticheskoi khimii = Journal of Analytical Chemistry. 2023;78(6):671-680. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/s1061934823040111.Жидкостная экстракция органических соединений в каплю экстрагента. Обзор обзоров / С.Г. Дмитриенко, В.В. Апяри, В.В. Толмачева, М.В. Горбунова // Журнал аналитической химии. 2021. Т. 76, № 8. С. 675-690. https://doi.org/10.31857/S0044450221080041.Dmitrienko S.G., Apyari V.V., Tolmacheva V.V., Gorbunova M.V. Liquid-liquid extraction of organic compounds into a single drop of the extractant: overview of reviews. Zhurnal analiticheskoi khimii = Journal of Analytical Chemistry. 2021;76(8):907-919. (In Russ.) https://doi.org/.1134/S1061934821080049.Рыбальченко И.В., Байгильдиев Т.М., Родин И.А. Хромато-масс-спектрометрические методы определения маркеров и биомаркеров отравляющих веществ // Журнал аналитической химии. 2021. Т. 76, № 1. С. 32-50. https://doi.org/10.31857/S0044450221010114.Rybal'chenko I.V., Baigil'diev T.M., Rodin I.A. Chromatography–mass spectrometry analysis for the determination of the markers and biomarkers of chemical warfare agents. Zhurnal analiticheskoi khimii = Journal of Analytical Chemistry. 2021;76(1):26-40. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/ S1061934821010111.Optimization of sample preparation procedure for determination of fat-soluble vitamins in milk and infant food by HPLC technique / J. Bošnir, M. Bevardi, I. Hećimović, M. Budeč, I. Juranović Cindrić [et al.] // Processes. 2024. Vol. 12, no. 7. P. 1530. https://doi.org/10.20944/preprints202403.0889.v1.Bošnir J., Bevardi M., Hećimović I., Budeč M., Juranović Cindrić I., et al. Optimization of sample preparation procedure for determination of fat-soluble vitamins in milk and infant food by HPLC technique. Processes. 2024;12(7):1530. https://doi.org/10.20944/preprints202403.0889.v1.Хроматографические методы в идентификации и определении компонентного состава и качества вин / З.А. Темердашев, А.Г. Абакумов, О.Н. Шелудько, Ю.Ф. Якуба, Т.Г. Цюпко // Журнал аналитической химии. 2024. Т. 79, № 10. С. 1049-1077. https://doi.org/10.31857/S0044450224100014.Temerdashev Z.A., Abakumov A.G., Shelud'ko O.N., Yakuba Yu.F., Tsypko T.G. Chromatographic methods in the identification and determination of the component composition and quality of wines. Journal of Analytical Chemistry. 2024;79(10):1364-1386. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/S1061934824700734.Замена ацетонитрила на этанол при определении антоцианов методом обращеннофазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии / В.И. Дейнека, Е.Ю. Олейниц, И.П. Блинова, Л.А. Дейнека // Журнал аналитической химии. 2023. Т. 78, № 1. С. 43-47. https://doi.org/10.31857/S0044450222110056.Deineka V.I., Oleinits E.Yu., Blinova I.P., Deineka L.A. Replacement of acetonitrile with ethanol in the determination of anthocyanins by reversed-phase high-performance liquid chromatography. Journal of Analytical Chemistry. 2023;78(1):63-67. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/s1061934822110053.Оптимизация условий определения фолиевой кислоты спектрофотометрическим, флуориметрическими хроматографическими методами анализа / Е.В. Мелихова, Г.А. Егоров, Е.И. Лазуткина, А.В. Елфимова // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 184-200. https://doi.org/10.21869/2223-1528-2022-12-3-184-200.Melikhova E.V., Egorov G.A., Lazutkina E.I., Elfimova A.V. Optimization of conditions for the determination of folic acid by spectrophotometric, fluorimetric chromatographic analysis. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology. 2022;12(3):184-200. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1528-2022-12-3-184-200.Коренман Я.И., Мокшина Н.Я., Бычкова А.А. Физико-химическое определение углеводов в пищевых продуктах и напитках // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2014. № 1 (59). С. 146-152.Korenman Ya.I., Mokshina N.Ya., Bychkova A.A. Physico-chemical determination of carbohydrates in food and beverages. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologii = Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2014;(1):146-152. (In Russ.)Зенкевич И.Г., Деруиш А. Аналитические аспекты зависимости индексов удерживания органических соединений в обращенно-фазовой ВЭЖХ от содержания метанола в составе элюента // Аналитика и контроль. 2022. Т. 26, № 1. С. 41-48. https://doi.org/10.15826/analitika.2022.26.1.00.Zenkevich I.G., Deruish A. Analytical aspects of the dependence of the retention indices of organic compounds in reversed-phase HPLC on the content of methanol in the eluent. Analitika i kontrol' = Analytics and Control. 2022;26(1):41-48. (In Russ.) https://doi.org/10.15826/analitika.2022.26.1.00.Non-derivatization strategy for the comprehensive characterization of neutral monosaccharide isomers and neutral disaccharide isomers using hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to quadrupole/time-of-flight mass spectrometry / J. Liu, J. Li, D. Yi, Y. Liu, R. Liu, Y. Xue [et al.] // Journal Chromatography B: Analalytical Technologies in the Biomedical Life Sciences. 2021. Vol. 1185. P. 122972. https://doi.org/ 10.1016/j.jchromb.2021.122972.Liu J., Li J., Yi D., Liu Y., Liu R., Xue Y., et al. Non-derivatization strategy for the comprehensive characterization of neutral monosaccharide isomers and neutral disaccharide isomers using hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to quadrupole/time-of-flight mass spectrometry. Journal Chromatography B: Analalytical Technologies in the Biomedical Life Sciences. 2021;1185:122972. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2021.122972Карцова Л.А., Малюшевская А.В., Колобова Е.А. Аналитические возможности определения углеводов хроматографическими и электрофоретическими методами // Журнал аналитической химии. 2023. Т. 78, № 2. С. 108-128. https://doi.org/10.31857/S0044450223020044. EDN CDPKAH.Kartsova L.A., Malyushevskaya A.V., Kolobova E.A. Analytical capabilities of the determination of carbohydrates determination by chromatographic and electrophoretic methods. Journal of Analytical Chemistry. 2023;78(2):144-161. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S1061934823020041.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.