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（三）

　　2 二維液相色譜-質譜

　　上個世紀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理的柱子分析樣品，即利用樣品的不同特性把復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，在一維分離系統中不能完全分離的組分，可以在二維系統中得到更好的分離，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入第二維的進樣譜帶寬度比第二維柱的塔板高度大2~3個數量級，又很難利用溶劑聚焦作用來壓縮進樣譜帶，導致分離效率大大降低。到目前為止，主要采用3種方法來實現正相色譜/反相色譜的在線二維聯用：

　　(1)在兩維間采用溶劑轉換接口，第一維流動相在接口處蒸發，第二維流動相將樣品組分洗脫后轉移到第二維進行分析。采用該種方法操作較為復雜，對儀器的控制嚴格，不易實現自動化；

　　(2)第一維采用含水流動相進行洗脫，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性，極大的降低了二維系統的選擇性；

　　(3)第一維采用微柱，而第二維采用常規柱進行二維聯用，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入第二維對其柱效不會造成顯著影響。近年開發出反相極性柱，較好的解決了正相流動相進入反相色譜柱的問題，使極性柱與非極性柱串聯變得簡單了。

　　根據第一維的餾分是否完全轉移到第二維，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 傳統二維液相色譜(LC+LC)/MS

　　1978年Frei等采用SEC/RP二維分離系統分離植物萃取物，首先建立LC+LC的基本框架，而后LC+LC技術逐漸成熟。LC+LC的第一根色譜柱就相當于一個凈化柱，與在線SPE柱不同的是，在線SPE柱一般是對一個或一組性質相近的化合物作為分析目標物進行凈化，也就是被測物一次被洗脫后進入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柱進行分析，通過設定切割時間，將不同組分送入第二維色譜柱中進行分離分析，這樣可以得到感興趣組分更詳細的信息。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切割進入第二維分離系統的組分。

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圖5 LC+LC的流程簡圖

Figure 5 Schematic diagram of LC+LC

　　LC+LC技術已經廣泛應用藥物、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-組合質譜(2DLC-Q/TRAP)初步試驗了動物源食品中3種不同化學結構14種殘留獸藥的檢測，方法簡單、快速、定性定量準確，為不同化學結構的多種殘留獸藥的同時快速、準確檢測做了有益的嘗試。現在在做更多化學結構、更多獸藥的檢測。

　　2.2 全二維液相色譜 (LC×LC)/MS

　　Bushey等改進了Frei的方法，使第一維洗脫產物全部轉入第二維系統中，實現了真正意義上的LC×LC分離。LC×LC由采用兩種不同分離機理色譜柱的一維分離系統通過一定的切換模式結合而成。根據不同的分離目的，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)等都可以用于構建LC×LC系統。LC×LC克服了中心切割技術的弊端，使一維洗脫產物全部進入第二維模式中繼續分離，同時也實現了在線分析，使分析時間縮短。因此更適合用于多種性質差異較大的化合物分析。以正相/反相全二維分離系統為例圖6給出了LC×LC的工作示意圖。當在位置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推動流動相經樣品管2(Loop 2)到反相柱，最終進入檢測器。當處于位置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中儲存的組分轉移到反相柱內進行分離檢測。如此反復操作，使第一維洗脫出來的組分交替儲存在兩個定量環中，并依次進入第二維進行反相色譜分離。實驗證明第一維采用聚乙二醇-硅膠柱、第二維采用C18柱可以實現最大限度的正交分離。

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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已經發展成為一項成熟的技術應用于各個領域包括醫藥、植物提取物、成分分析等。

　　二維液相色譜-質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-串聯質譜聯用技術將會成為食品殘留分析中重要的檢測手段。

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未完待續。。。
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