Multifaceted Spectrophotometric Analysis of Vitamins and Vitamin-like Substances

Význam tématu

Vitaminy a látky podobné vitaminům představují esenciální nutritivní složky, které tělo nedokáže samo zcela syntetizovat a musí je získávat z potravy. Přesná a rychlá analýza těchto sloučenin je klíčová pro kontrolu kvality potravin, farmaceutický výzkum a regulační požadavky v potravinářském průmyslu.

Cíle a přehled studie

Cílem článku je ukázat komplexní spektrální charakterizaci vybraných vitamínů a vitamin-like látek pomocí čtyř metod: UV-Vis spektrofotometrie, fluorescenční spektrofotometrie, FTIR a Raman mikroskopie. Studie shrnuje optimalizované podmínky měření, porovnává spektrální chování různých typů vitamínů a demonstruje možnosti simultánní analýzy ve formě roztoků i pevných vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala:

• Rozpuštění vitaminů a souvisejících látek v solventech jako voda, ethanol nebo 0,1 M NaOH.
• Úpravu koncentrací tak, aby absorpce v UV-Vis nepřekračovala 1 Abs jednotku, a ředění kapalin pro fluorescenční měření.
• FTIR měření v ATR modu s diamantovým prismatem, 40 skeny při rozlišení 4 cm-1.
• Raman měření s excitací 532 a 785 nm, 10 skenů a expoziční dobou 5 s.

Instrumentace:

• UV-Vis spektrofotometr UV-2600i Plus/UV-2700i Plus (200–800 nm, šířka štěrbiny 1 nm).
• Spektrofluorofotometr RF-6000 (Ex šířka 5 nm, Em šířka 5 nm, 200 nm/min).
• FTIR spektrometr IRSpirit-TX s QATR-S ATR (detektor DLATGS).
• Raman mikroskop IRTracer-100 + AIRsight (objektiv 100×, CCD detektor).

Hlavní výsledky a diskuse

• UV-Vis spektra léčiv ukázala charakteristické absorpční maxima (např. vitamin A: 332 nm, B2: 270/356/449 nm, C: 265 nm).
• Fluorescenční vlastnosti byly pozorovány u vitaminů A, B2, B6, E, K a některých vitamin-like látek; u části vzorků byla intenzita i tvar spekter nestabilní.
• FTIR a Raman spektra umožnila bezpřípravkovou identifikaci práškových vzorků díky shodě s knihovními daty; fluorescenční interference v Raman měření ovlivnila některé spektra.
• Komplexní přehled v tabulce optických vlastností shrnuje absorbční maxima, fluorescenční vlnové délky a detekovatelnost v IR a Raman spektru.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá kvantifikace a kvalifikace vitamínů ve vodných a organických vzorcích.
• Možnost stanovení stopových množství pomocí fluorescenční spektrofotometrie.
• Univerzální identifikace pevné i práškové formy vitamínů bez časově náročné přípravy díky FTIR-ATR a Raman mikroskopii.
• Podpora QA/QC procesů v potravinářství a farmaceutickém vývoji.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dat z více spektroskopických metod do automatizovaných analyzačních workflow.
• Vývoj citlivějších detektorů pro potlačení fluorescenční interference v Raman spektroskopii.
• Nasazení chemometrických a strojového učení pro simultánní kvantifikaci vícesložkových směsí vitamínů přímo v potravinových matricích.

Závěr

Spektrofotometrické metody UV-Vis, fluorescenční, FTIR-ATR a Raman mikroskopie poskytují komplementární pohled na optické vlastnosti vitamínů a vitamin-like látek. Kombinace těchto technik umožňuje přesnou kvalifikaci a kvantifikaci v kapalinách i pevných vzorcích a podporuje efektivní kontrolu kvality ve výzkumu i průmyslu.

Reference

• Analytical Solutions for Food Development
• Difference in Quantifiable Concentration Ranges of UV-Vis Spectrophotometer and Fluorescence Spectrophotometer, Application News No. A615