應用多維色譜質譜聯用技術建立食品中殘留物檢測新平臺（一）

　　然界有許多非常復雜的體系，如：石油組成、植物精油組成、蛋白質組、代謝組等;復雜體系的分離分析是我們面臨的挑戰，即使采用分離效率很高的毛細管色譜柱等技術手段，仍無法將其中每一個成分都完全分離開。為解決這些問題，色譜工作者研究出了用多維色譜技術對復雜組分進行充分分離并分析的方法。多維色譜技術是二十世紀60年代研發出來的，90年代商品機問世。隨著硬件、軟件和計算機技術(全二維色譜的運算軟件及數據處理對計算機有較高的要求)的發展，該技術和儀器逐漸完善和成熟，連接形式也多樣化，多維色譜技術正成為分離和分析復雜樣品的重要技術手段，應用領域也在不斷擴大。多維色譜技術在食品領域檢測中的應用實例也在不斷增加。

　　多維色譜可以是同一種色譜分離技術的兩種不同極性色譜柱的組合，如：氣相色譜-氣相色譜(GC-GC)，液相色譜-液相色譜(LC-LC)等; 也可以是不同色譜分離技術的組合，如：液相色譜-氣相色譜(LC-GC)等。多維色譜分離具有三條基本原則：(1)所有樣品組分的色譜分離要經過兩種或兩種以上的獨立模式;(2)各組分間的分離效率不受后續分離的影響;(3)兩維分離的色譜結果要得到保存。以二維色譜為例，根據第一維組分是否完全進入第二維進行分離，可以分為傳統二維色譜技術和全二維色譜技術。

　　傳統的二維色譜技術(Two- dimensional chromatography)是將不同極性的兩根色譜柱通過一個接口組合起來，將在第一根色譜柱上分不開的組分送入第二根色譜柱進一步分離。這種聯用技術通常用來提高對復雜樣品中目標物的分離效率，習慣用C+C表示，其峰容量為n+n。全二維色譜技術(Comprehensive two-dimensional chromatography)是在傳統二維色譜技術的基礎上發展起來的新技術，具有峰容量大、分辨率高、族分離和瓦片效應等特點。全二維分離滿足三個條件：(1)樣品每一組分都得到不同模式的分離;(2)第一維所有樣品組分都被轉移到第二維及檢測器中;(3)在一維中已得到的分辨率基本上維持不變。全二維色譜用C×C表示，其峰容量為n×n。可見，全二維色譜的峰容量比傳統二維色譜的大很多，因而更適合用于全組分分析，或復雜基質中多組分分析。

　　用多維色譜技術，從復雜體系中分離出了更多物質，當然希望與之配合使用的檢測器能告知檢測到了什么物質。用普通的色譜檢測器，如：氫火焰檢測器 (FID)、電子俘獲檢測器(ECD)、氮磷檢測器(NPD)、可見/紫外檢測器(VIS/UV)、熒光檢測器(FLU)等，無法滿足這個要求。能與現代高效色譜技術相匹配，并能給出被測物分子信息的檢測器首選質譜(MS)。質譜是目前能給出化合物分子信息的檢測器中靈敏度最高、響應速度最快的。質譜檢測器現已成為食品中殘留物分析能同時準確定性和定量的最重要檢測器。在國際上食品中殘留物分析陽性結果的最終報告通常以質譜檢測結果為準。因此，多維色譜- 質譜聯用技術已成為當今分離和分析復雜樣品最好的聯用儀器，而且也是符合食品中殘留物定性、定量檢測法規的聯用儀器。

　　食品也是一個復雜體系，特別是加工后的動物源食品，如罐頭、香腸等，體系更為復雜。食品中殘留物檢測，要求從復雜體系中檢測出可能存在的微量殘留物，所以是一項難度較大，且耗時、繁瑣的分析工作。在民生領域，食品安全問題近年已成為人們關注的焦點;在跨國貿易方面，食品安全問題還是一些發達國家貿易保護的技術措施。從而導致食品需要檢測的殘留項目越來越多，其中的衛生理化項目包括：農藥殘留、獸藥殘留、食品添加劑(包括非法添加物)、生物毒素和化學污染物等。如日本肯定列表要求檢測的農藥殘留項目就有799項，獸藥殘留項目188項。而檢出限則要求越來越低，如日本肯定列表規定肉及肉制品中鹽酸克倫特羅(瘦肉精)的檢出限為0.05 μg/kg。現在有一些快速檢測方法，主要是一些生化法，如：酶聯免疫法、放射免疫法、膠體金試紙條法等。這些方法的最大問題是無法準確的定性，不能依此結果出陽性檢出報告。所以，食品中殘留物檢測常用的，并為官方認可的方法還是以儀器法為主，定性則多為色譜-質譜法。具體分析方法雖有差異，但為了滿足殘留物檢出限和準確確證的要求，歸納其分析包括四步(詳細內容可參見我的“ 食品中殘留物分析”一文)：

　　提取——索氏提取，高速均質，震搖，浸泡，溶劑加速萃取，微波萃取等。

　　凈化——液液分配，固相萃取(SPE)，凝膠滲透色譜(GPC)，免疫親和柱，固相微萃取，液相色譜等。

　　濃縮——自然揮干，氮吹，旋轉蒸發，K-D濃縮等。

　　檢測——定量(色譜)，定性(質譜)等。

　　食品中殘留物分析工作者在探索建立新檢測方法時會關注以下幾點：方法的檢出限一定要滿足法規規定的要求;方法要符合分析方法學的各項指標;方法盡可能的簡便、快速，易推廣使用，分析成本要盡可能的低，還有就是現在比較提倡的綠色環保(減少有機化學試劑的使用量)。在這四個步驟中凈化、濃縮所用時間要占到整個分析過程60%以上。觀察這四步可以發現，除第一步提取是用溶劑將樣品(多數為固體)中的被測物轉移到溶劑中，即：固-液體系外，隨后的幾步均為對液體混合體系操作，只是將被測物在不同的溶劑體系中轉移。因此，可以想象將后三步操作組合起來實現儀器化、自動化相對要容易些。基于上述的思考，加上計算機硬、軟件的發展以及綜合采用各種先進的加工技術和特殊材料，近年國外各大儀器公司陸續推出多款商品化的多維色譜(包括一些在線凈化-色譜)-質譜聯用儀，殘留分析工作者，包括我們實驗室也開始嘗試應用多維色譜-質譜聯用技術檢測食品中殘留物。該技術基本上概括了現代殘留分析發展的幾個特點，為食品中殘留物檢測提供了一個新平臺。多維色譜-質譜聯用技術應用于食品中殘留物檢測有以下特點：更有效排除基質的干擾;更適用于多殘留檢測;更好的識別被測物;更高的分析靈敏度和效率。

　　現在商品化的多維色譜-質譜聯用儀已有很多種，下面分別論述。

未完待續。。。