Development and validation of a method for the simultaneous quantitative analysis of the active forms of vitamins B1, B2, and B6 using quantitative 1H NMR : Comparison with quantitative 31P NMR

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 다종 비타민 보충제 내의 활성 비타민 B1, B2, B6 형태들을 동시에 분석하는 새롭고 신뢰할 수 있는 방법으로서, 1H qNMR 방법을 활용한 접근법을 제시한다. 1H qNMR 방법은 세 가지 분석 대상물질과 내부 표준의 신호들을 성공적으로 해결하여 간편한 식별을 가능하게 하였다. 이 방법은 특이성, 선형성, 검출 한계 (LOD), 정량 한계 (LOQ), 정밀도, 정확도, 안정성 등 활성 비타민 분석에 적합한지를 보장하기 위해 철저히 검증되었다. 선형성 분석에서는 모든 비타민에 대해 상관 계수 (R2)가 0.999 이상으로 우수한 성능을 나타냈다. LOD 값은 0.03 ~ 0.08 mg ml-1로, LOQ 값은 0.09 ~ 0.30 mg ml-1로, 이로 인해 이 방법은 다종 비타민 보충제를 정확하게 검출하고 정량하는 능력을 입증하였다. 또한, 정확도는 100.4 ~ 100.5%로 뛰어난 성능을 보였다. 반복성 (1.2 ~ 1.3%) 및 중간 정밀도 (1.7 ~ 2.3%)에 대한 상대 표준 편차도 적절하게 측정되어 이 방법의 높은 정밀성을 입증하였다. 상업적으로 구매 가능한 다종 비타민 보충제는 개발된 1H qNMR 방법을 통해 평가되었으며, 분석 결과는 이전에 수립된 31P qNMR 방법과 비교되었다. 개발된 1H qNMR 방법을 비타민 보충제에 적용한 결과는 31P qNMR 결과와 일치하였다. 더불어, 통계적 분석에서는 두 방법 간에 뚜렷한 차이가 없음을 확인하였다. 이 결과들은 1H qNMR이 다종 비타민 보충제 내의 활성 비타민 B1, B2, B6을 동시에 정량하는데 적합함을 확인하였다. 따라서 1H qNMR은 복잡한 다종 비타민 조성물 내의 이러한 필수 비타민들을 분석하는 믿을만하고 효과적인 방법으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study presents a novel and dependable approach utilizing proton quantitative nuclear magnetic resonance (1H qNMR) spectroscopy for the simultaneous analysis of active vitamin B1, B2, and B6 forms in multivitamin supplements. The 1H qNMR method successfully resolved the signals of the three analytes and the internal standard, enabling straightforward identification. The method was comprehensively validated to ensure its suitability for analysis, including assessments of specificity, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision, accuracy, and stability. The linearity analysis revealed exceptional performance for all three vitamins, with correlation coefficients (R2) exceeding 0.999. The LOD values, ranging from 0.03 to 0.08 mg ml-1, and the LOQ values, ranging from 0.09 to 0.30 mg ml-1, demonstrated the method's capability to accurately detect and quantify multivitamin supplements. Additionally, the accuracy of the method was deemed outstanding, with values ranging from 100.4 % to 100.5 %. The obtained relative standard deviations for repeatability (1.2 % to 1.3 %) and intermediate precision (1.7 % to 2.3 %) were considered acceptable, demonstrating the method's high precision. Commercially available multivitamin supplements were evaluated by the developed 1H qNMR method and the assay results were compared to the previously established 31P qNMR method. The findings obtained from applying the developed 1H qNMR method to multivitamin supplement samples were consistent with the results from 31P NMR spectroscopy. Furthermore, the statistical analysis revealed no notable distinction between the two methods. The results confirmed the suitability of 1H qNMR for concurrently measuring the levels of active B1, B2, and B6 vitamins in multivitamin preparations. Hence, 1H qNMR emerges as a reliable and effective method for the analysis of these essential vitamins in complex multivitamin formulations.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Materials and methods 7
• 2.1 Materials 7
• 2.2 Sample preparation 8
• 2.3 NMR experiment parameter 10
• 2.4 qNMR calculation 12
• 2.5 Validation procedure 13
• 3. Results and Discussion 16
• 3.1 Development and validation of the proposed 1H qNMR method 16
• 3.2 Comparison with 31P qNMR method 26
• 3.3 Stability of active vitamins B 28
• 3.4 Application of the 1H qNMR method to analysis of dietary multivitamin sample 29
• 4. Conclusion 36
• References 37
• 국문초록 41