應(yīng)用多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù) 建立食品中殘留物檢測新平臺（三）
上一篇 / 下一篇 2013-06-05 10:03:21/ 個人分類：我的經(jīng)驗
2 二維液相色譜-質(zhì)譜
上個世紀(jì)末就提出了二維液相色譜的理論，二維液相色譜通常采用兩種不同分離機(jī)理的柱子分析樣品，即利用樣品的不同特性把復(fù)雜混合物分成單一組分，這些特性包括分子尺寸、等電點、親水性、電荷、特殊分子間作用力(親和)等，在一維分離系統(tǒng)中不能完全分離的組分，可以在二維系統(tǒng)中得到更好的分離，因此分離能力、分辨率得到極大的提高。理論上二維液相系統(tǒng)中以正相色譜/反相色譜的組合模式分離效能最高，但困難也最大。首先是流動相兼容問題;其次是第一維色譜峰的展寬使得進(jìn)入第二維的進(jìn)樣譜帶寬度比第二維柱的塔板高度大2~3個數(shù)量級，又很難利用溶劑聚焦作用來壓縮進(jìn)樣譜帶，導(dǎo)致分離效率大大降低。到目前為止，主要采用3種方法來實現(xiàn)正相色譜/反相色譜的在線二維聯(lián)用：
(1)在兩維間采用溶劑轉(zhuǎn)換接口，第一維流動相在接口處蒸發(fā)，第二維流動相將樣品組分洗脫后轉(zhuǎn)移到第二維進(jìn)行分析。采用該種方法操作較為復(fù)雜，對儀器的控制嚴(yán)格，不易實現(xiàn)自動化；
(2)第一維采用含水流動相進(jìn)行洗脫，從而解決了兩維流動相不互溶問題。但這種洗脫方式增加了兩維分離性能的相關(guān)性，極大的降低了二維系統(tǒng)的選擇性；
(3)第一維采用微柱，而第二維采用常規(guī)柱進(jìn)行二維聯(lián)用，使第一維切割到第二維的樣品體積大大降低，因為微量的不互溶流動相進(jìn)入第二維對其柱效不會造成顯著影響。近年開發(fā)出反相極性柱，較好的解決了正相流動相進(jìn)入反相色譜柱的問題，使極性柱與非極性柱串聯(lián)變得簡單了。
根據(jù)第一維的餾分是否完全轉(zhuǎn)移到第二維，二維液相色譜又分為切割式二維液相色譜，即傳統(tǒng)二維液相色譜(LC+LC)停留二維液相色譜和全二維液相色譜(LC×LC)。
2.1 傳統(tǒng)二維液相色譜(LC+LC)/MS
1978年Frei等采用SEC/RP二維分離系統(tǒng)分離植物萃取物，首先建立LC+LC的基本框架，而后LC+LC技術(shù)逐漸成熟。LC+LC的第一根色譜柱就相當(dāng)于一個凈化柱，與在線SPE柱不同的是，在線SPE柱一般是對一個或一組性質(zhì)相近的化合物作為分析目標(biāo)物進(jìn)行凈化，也就是被測物一次被洗脫后進(jìn)入LC柱分析。而LC柱作為凈化柱時，可以將被測物一組一組的送入LC柱進(jìn)行分析，通過設(shè)定切割時間，將不同組分送入第二維色譜柱中進(jìn)行分離分析，這樣可以得到感興趣組分更詳細(xì)的信息。圖5給出了LC+LC的流程簡圖，a表示一維分離，切割感興趣組分;b表示二維分離由一維分離系統(tǒng)切割進(jìn)入第二維分離系統(tǒng)的組分。
圖5 LC+LC的流程簡圖
Figure 5 Schematic diagram of LC+LC
LC+LC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用藥物、食品分析。2011年Moretton等利用LC+LC檢測焦糖色染料中的4-甲基咪唑殘留，兩維都采用反相柱，固定相選用C18硅膠柱(第一維)和多孔石墨柱(第二維)。與GC/MS(4-甲基咪唑濃度為25ppm時，RSD%=8.3%)方法相比，LC+LC檢測限更低(4-甲基咪唑濃度為20ppm時，RSD%=4.3%)，并且儀器運行時間短。我們實驗室利用二維液相色譜-組合質(zhì)譜(2DLC-Q/TRAP)初步試驗了動物源食品中3種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)14種殘留獸藥的檢測，方法簡單、快速、定性定量準(zhǔn)確，為不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的多種殘留獸藥的同時快速、準(zhǔn)確檢測做了有益的嘗試?，F(xiàn)在在做更多化學(xué)結(jié)構(gòu)、更多獸藥的檢測。
2.2 全二維液相色譜 (LC×LC)/MS
Bushey等改進(jìn)了Frei的方法，使第一維洗脫產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)入第二維系統(tǒng)中，實現(xiàn)了真正意義上的LC×LC分離。LC×LC由采用兩種不同分離機(jī)理色譜柱的一維分離系統(tǒng)通過一定的切換模式結(jié)合而成。根據(jù)不同的分離目的，尺寸排阻色譜(SEC)、離子交換色譜(IEC)、反相色譜(RP)、疏水作用色譜(HIC)和親和色譜(AC)等都可以用于構(gòu)建LC×LC系統(tǒng)。LC×LC克服了中心切割技術(shù)的弊端，使一維洗脫產(chǎn)物全部進(jìn)入第二維模式中繼續(xù)分離，同時也實現(xiàn)了在線分析，使分析時間縮短。因此更適合用于多種性質(zhì)差異較大的化合物分析。以正相/反相全二維分離系統(tǒng)為例圖6給出了LC×LC的工作示意圖。當(dāng)在位置1(Position 1)時，第一維洗脫物被儲存在閥II的樣品管1(Loop 1)中。而泵2推動流動相經(jīng)樣品管2(Loop 2)到反相柱，最終進(jìn)入檢測器。當(dāng)處于位置2(Position 2)時，將閥II切換到B位，第一維洗脫出來的組分儲存在Loop 2中，與此同時泵2推動流動相將Loop 1中儲存的組分轉(zhuǎn)移到反相柱內(nèi)進(jìn)行分離檢測。如此反復(fù)操作，使第一維洗脫出來的組分交替儲存在兩個定量環(huán)中，并依次進(jìn)入第二維進(jìn)行反相色譜分離。實驗證明第一維采用聚乙二醇-硅膠柱、第二維采用C18柱可以實現(xiàn)最大限度的正交分離。
圖6 全二維液相色譜的流程示意圖
Figure 6 Schematic diagram of comprehensive two dimensional LC
LC×LC已經(jīng)發(fā)展成為一項成熟的技術(shù)應(yīng)用于各個領(lǐng)域包括醫(yī)藥、植物提取物、成分分析等。
二維液相色譜-質(zhì)譜在食品殘留分析方面的研究報道并不多見，而隨著食品殘留檢測項目的增多和低檢出限的要求，二維液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)將會成為食品殘留分析中重要的檢測手段。