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（四）

　　3 在線凈化-色譜/質譜聯用技術

　　多維色譜技術除包括多維氣相、多維液相之外，目前發展的在線凈化與色譜/質譜的聯用技術也屬于多維色譜范疇。離線的前處理方式耗時長、耗資大，并且重現性差，操作過程中還可能會帶來二次污染，因此需要開發在線凈化技術。目前食品檢測中常用的在線凈化技術主要包括在線凝膠色譜和在線固相萃取。

　　3.1 凝膠色譜-氣相色譜/質譜(GPC-GC/MS)

　　凝膠色譜(gel permeation chromatography，GPC)對于消除大分子物質的干擾具有較好的效果，已成為一種常用的前處理凈化方法，用于除去脂類、蛋白質和色素等雜質，還可以提高分析方法的精密度和精確度。GPC可以與GC或LC聯機使用，構成二維色譜。GPC與GC聯用實際上屬于LC-GC聯用，LC-GC聯用的難點是如何將大量的溶劑快速揮發，傳統GPC的流速是 5 mL/min，要將其與GC聯用難度較大，目前的聯用技術是將GPC柱微量化，流速降為0.2 mL/min，配合GC的PTV汽化室，以及獨特的預柱連接方式，較好地解決了二者聯用的問題，見圖7。

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圖7 GPC-GC/MS示意圖

Figure 7 Schematic diagram of online GPC-GC/MS

　　根據GPC理論，分子量較大的脂肪和色素先從色譜柱中流出，通過六通閥位置的設定將這些基質干擾物排出系統，之后將所要檢測的小分子量的農藥成分導入試樣捕集環路后再送入GC/MS進行分離檢測。GPC-GC/MS聯用技術是一項方便、快捷、準確的分析方法。目前國內外很多學者將該項技術應用到食品中殘留農藥檢測領域。如Hashi等使用GPC-GC/MS聯用技術測定包括有機氯、有機磷、有機氮、氨基甲酸鹽、硫代氨基甲酸鹽等97種農藥殘留，大多數農藥的回收率在70~120%，相對標準偏差小于10%；楊惠琴等采用GPC-GC/MS測定植物性產品中75種農藥殘留，檢出限在0.01-0.05 mg/kg之間，滿足植物性食品中多種農藥殘留的篩選，具有靈敏、快速、重現性好的特點。張帆等利用該技術測定蘋果中的2 ,4-二氯苯氧乙酸殘留檢測限為5μg/kg;康慶賀等采用該聯用技術測定松子仁中的28種有機氯農藥和擬除蟲菊酯，檢測限在2~50ppb，回收率在70%~120%之間。

　　在GPC-GC/MS的基礎上我們實驗室又組合了一套凝膠色譜-二維氣相色譜-質譜聯用技術(GPC-2DGC/MS)。這樣組合主要用于動物源食品中農藥殘留的檢測，該項技術較之GPC-GC/MS可以更有效的減少本底干擾。目前該項技術已經用于農藥多殘留分析，但是還未推廣使用。

　　3.2 在線固相萃取-液相色譜-質譜聯用技術

　　固相萃取(Solid Phase Extraction, SPE)技術是食品中殘留物分析的重要前處理手段，可以對多種極性的物質進行凈化、富集，因此SPE成為樣品前處理過程中首選的方法，近90%殘留獸藥的檢測項目都采用SPE凈化。雖然SPE凈化過程不是一個典型的液相色譜過程，但可以將其視為一個廣義上的色譜過程。SPE柱典型凈化操作步驟為：活化—平衡—上樣—淋洗—洗脫。完成一個操作程序通常要20分鐘以上，如遇到高脂肪、高蛋白樣品有時花費的時間會增加數倍。若洗脫液中含水，吹干定容所花費的時間則以小時計。所以將SPE技術和色譜-質譜技術在線聯用可以大大縮短前處理時間，并減少有機試劑的使用量。

　　SPE與LC-MS聯用有兩種模式。其一是全自動模擬SPE，一個樣品用一個萃取小柱，機械手將SPE柱從SPE柱架上取下并放置于流路上，先進行SPE操作進行凈化分離，然后經過閥切換再切換到LC流路中進行分析，由于采用高效SPE柱，因此洗脫樣品全部進入LC分析柱。整個過程通常不超過10分鐘，較離線方式效率提高了很多。該儀器國外多用于血藥檢測，現在國內醫院也有使用。我們實驗室首先將其引進用于動物源食品中殘留獸藥及食品中添加劑的檢測，經試驗已初步建立了一些方法，如：動物源食品中鹽酸克倫特羅、萊克多巴胺、沙丁胺醇的檢測，檢出限可以滿足國際上最嚴的限量要求;奶及奶制品中的三聚氰胺檢測也很方便、快捷。其它的檢測方法還在試驗中，待方法成熟后將與大家分享。通過實驗，看到了該儀器用于食品殘留物檢測的廣闊前景。有的儀器公司的自動SPE儀則是增加了可控六通閥和觸發信號控制，可以直接與LC-MS連接聯用，組成在線SPE-LC-MS。

　　另一種為在線凈化-液相色譜-串聯質譜儀。該技術主要特點：

　　(1)萃取柱是反復使用的，該萃取柱類似液相色譜柱，一次進樣完成一次吸附-解析-平衡后再進行下一次進樣操作；

　　(2)柱填料不是傳統的填料。雖然就柱填料而言與傳統的SPE一樣，有C18、C8、MAX、MCX等，但其柱填料、柱規格和柱流量的特殊配合，使其既具有類似凝膠色譜的分離過程(按分子量大小分離)，又具有分配色譜的分離過程(按化合物與固定液之間的分配性能差別分離)；

　　(3)操作模式獨特。由于柱徑細，顆粒直徑大，流速快，因此在柱里形成湍流，大分子化合物隨流動的液體被排到廢液瓶(這過程類似于凝膠色譜分離)，小分子化合物進入孔穴中，孔穴中的固定液選擇性的吸附適合極性的化合物，而極性差異大的化合物隨液體被排到廢液瓶中(這個過程類似于SPE吸附-淋洗)，然后改變流動相和流向，將吸附在萃取柱上的化合物沖洗下來(這個過程類似于SPE的洗脫)，并送入LC流路(相當于LC進樣)經LC分析柱對被測物進行分析。一個典型的樣品處理過程為3~5分鐘，與傳統SPE操作過程“活化—平衡—上樣—淋洗—洗脫—吹干—定容”相比僅是它的約1/8，而且還節約了試劑成本。

　　在線SPE-LC/MS已經廣泛應用于食品多殘留分析、蛋白質分析等領域，該技術的應用大大減少了前處理的時間，提高了工作效率。Liao等利用在線SPE-LC/MS測定臍血漿中的氯氰菊酯和毒死蜱農藥殘留，檢測限可達到0.01~0.05 ppb，整個檢測過程僅需要7 min。我們實驗室利用在線SPE-LC/MS測定奶及奶制品中的三聚氰胺，藥材中的真菌霉素和動物源性食品中的克倫特羅，在節省人力、簡化前處理的步驟的同時方法滿足國內外的限量要求。

　　另外，多維色譜-質譜除了檢測食品中的有害殘留物，還可用于食品、中藥等商品指紋譜庫的建立，對產品的等級分類、真偽鑒別、產地確定等可以提供技術支持。這是很大的一部分工作，但現在人們更關注食品衛生，所以，這項工作目前還沒有太被重視。但我們實驗室也開始嘗試做一些相關的工作。

　　總之，多維色譜-質譜技術發展已日臻成熟，應用領域越來越廣。雖然在食品中殘留物分析領域的應用起步較晚，但也有相關工作者開始涉足。面對越來越多的食品安全問題，迫切需要建立起更高效、靈敏、準確、綠色的檢測平臺，而多維色譜-質譜聯用技術的特性正好符合這個需求，因此必將得到快速發展。我們實驗室這些年開始嘗試多維色譜-質譜檢測食品中的有害殘留物，并取得了初步成果。接下來還會做更多的應用實驗，包括食品中藥的等級分類、真偽鑒別、產地確定等。希望有更多的同行關注這一領域，成果大家供享。