应用多维色谱质谱联用技术建立食品中残留物检测新平台（一）

　　然界有许多非常复杂的体系，如：石油组成、植物精油组成、蛋白质组、代谢组等;复杂体系的分离分析是我们面临的挑战，即使采用分离效率很高的毛细管色谱柱等技术手段，仍无法将其中每一个成分都完全分离开。为解决这些问题，色谱工作者研究出了用多维色谱技术对复杂组分进行充分分离并分析的方法。多维色谱技术是二十世纪60年代研发出来的，90年代商品机问世。随着硬件、软件和计算机技术(全二维色谱的运算软件及数据处理对计算机有较高的要求)的发展，该技术和仪器逐渐完善和成熟，连接形式也多样化，多维色谱技术正成为分离和分析复杂样品的重要技术手段，应用领域也在不断扩大。多维色谱技术在食品领域检测中的应用实例也在不断增加。

　　多维色谱可以是同一种色谱分离技术的两种不同极性色谱柱的组合，如：气相色谱-气相色谱(GC-GC)，液相色谱-液相色谱(LC-LC)等; 也可以是不同色谱分离技术的组合，如：液相色谱-气相色谱(LC-GC)等。多维色谱分离具有三条基本原则：(1)所有样品组分的色谱分离要经过两种或两种以上的独立模式;(2)各组分间的分离效率不受后续分离的影响;(3)两维分离的色谱结果要得到保存。以二维色谱为例，根据第一维组分是否完全进入第二维进行分离，可以分为传统二维色谱技术和全二维色谱技术。

　　传统的二维色谱技术(Two- dimensional chromatography)是将不同极性的两根色谱柱通过一个接口组合起来，将在第一根色谱柱上分不开的组分送入第二根色谱柱进一步分离。这种联用技术通常用来提高对复杂样品中目标物的分离效率，习惯用C+C表示，其峰容量为n+n。全二维色谱技术(Comprehensive two-dimensional chromatography)是在传统二维色谱技术的基础上发展起来的新技术，具有峰容量大、分辨率高、族分离和瓦片效应等特点。全二维分离满足三个条件：(1)样品每一组分都得到不同模式的分离;(2)第一维所有样品组分都被转移到第二维及检测器中;(3)在一维中已得到的分辨率基本上维持不变。全二维色谱用C×C表示，其峰容量为n×n。可见，全二维色谱的峰容量比传统二维色谱的大很多，因而更适合用于全组分分析，或复杂基质中多组分分析。

　　用多维色谱技术，从复杂体系中分离出了更多物质，当然希望与之配合使用的检测器能告知检测到了什么物质。用普通的色谱检测器，如：氢火焰检测器 (FID)、电子俘获检测器(ECD)、氮磷检测器(NPD)、可见/紫外检测器(VIS/UV)、荧光检测器(FLU)等，无法满足这个要求。能与现代高效色谱技术相匹配，并能给出被测物分子信息的检测器首选质谱(MS)。质谱是目前能给出化合物分子信息的检测器中灵敏度最高、响应速度最快的。质谱检测器现已成为食品中残留物分析能同时准确定性和定量的最重要检测器。在国际上食品中残留物分析阳性结果的最终报告通常以质谱检测结果为准。因此，多维色谱- 质谱联用技术已成为当今分离和分析复杂样品最好的联用仪器，而且也是符合食品中残留物定性、定量检测法规的联用仪器。

　　食品也是一个复杂体系，特别是加工后的动物源食品，如罐头、香肠等，体系更为复杂。食品中残留物检测，要求从复杂体系中检测出可能存在的微量残留物，所以是一项难度较大，且耗时、繁琐的分析工作。在民生领域，食品安全问题近年已成为人们关注的焦点;在跨国贸易方面，食品安全问题还是一些发达国家贸易保护的技术措施。从而导致食品需要检测的残留项目越来越多，其中的卫生理化项目包括：农药残留、兽药残留、食品添加剂(包括非法添加物)、生物毒素和化学污染物等。如日本肯定列表要求检测的农药残留项目就有799项，兽药残留项目188项。而检出限则要求越来越低，如日本肯定列表规定肉及肉制品中盐酸克伦特罗(瘦肉精)的检出限为0.05 µg/kg。现在有一些快速检测方法，主要是一些生化法，如：酶联免疫法、放射免疫法、胶体金试纸条法等。这些方法的最大问题是无法准确的定性，不能依此结果出阳性检出报告。所以，食品中残留物检测常用的，并为官方认可的方法还是以仪器法为主，定性则多为色谱-质谱法。具体分析方法虽有差异，但为了满足残留物检出限和准确确证的要求，归纳其分析包括四步(详细内容可参见我的“ 食品中残留物分析”一文)：

　　提取——索氏提取，高速均质，震摇，浸泡，溶剂加速萃取，微波萃取等。

　　净化——液液分配，固相萃取(SPE)，凝胶渗透色谱(GPC)，免疫亲和柱，固相微萃取，液相色谱等。

　　浓缩——自然挥干，氮吹，旋转蒸发，K-D浓缩等。

　　检测——定量(色谱)，定性(质谱)等。

　　食品中残留物分析工作者在探索建立新检测方法时会关注以下几点：方法的检出限一定要满足法规规定的要求;方法要符合分析方法学的各项指标;方法尽可能的简便、快速，易推广使用，分析成本要尽可能的低，还有就是现在比较提倡的绿色环保(减少有机化学试剂的使用量)。在这四个步骤中净化、浓缩所用时间要占到整个分析过程60%以上。观察这四步可以发现，除第一步提取是用溶剂将样品(多数为固体)中的被测物转移到溶剂中，即：固-液体系外，随后的几步均为对液体混合体系操作，只是将被测物在不同的溶剂体系中转移。因此，可以想象将后三步操作组合起来实现仪器化、自动化相对要容易些。基于上述的思考，加上计算机硬、软件的发展以及综合采用各种先进的加工技术和特殊材料，近年国外各大仪器公司陆续推出多款商品化的多维色谱(包括一些在线净化-色谱)-质谱联用仪，残留分析工作者，包括我们实验室也开始尝试应用多维色谱-质谱联用技术检测食品中残留物。该技术基本上概括了现代残留分析发展的几个特点，为食品中残留物检测提供了一个新平台。多维色谱-质谱联用技术应用于食品中残留物检测有以下特点：更有效排除基质的干扰;更适用于多残留检测;更好的识别被测物;更高的分析灵敏度和效率。

　　现在商品化的多维色谱-质谱联用仪已有很多种，下面分别论述。

未完待续。。。