朱坚

(上海出入境检验检疫局 上海 200135)

1 前言

随着食品质量安全问题日益受到人们的关注，食品的安全检测应运而生。由于农兽药种类和应用规模剧增，社会对此问题的重视以及国际间贸易等原因，使得残留分析对象、样本数量和测定难度大大增加，特别是日本、欧盟等国家对残留限量项目数的提高，迫切需要发展简便、快速、灵敏，并能同时处理测定大批量样品的残留分析技术。

近年来残留分析领域在前处理方面所取得的重要进展或发展趋势主要有以下方面:一是在样品的前处理方面新技术的应用，如固相萃取法(SPE)、固相微萃取(SPME)、基质固相分散(MSPD)及QuEchERS技术、免疫亲和色谱(IAC)技术、分子印迹技术(MIT)等的应用;二是分离纯化技术(提取和净化方法)的简单化、微型化和自动化技术的应用，如全自动SPE仪、超临界流体萃取(SFE)仪、加速溶剂萃取(ASE)仪、微波萃取(MAE)仪、凝胶渗透色谱(GPC)仪、亚临界水提取(SCWE)仪的应用等，这些技术的发展提高了提取或净化效率及自动化水平。以上技术正逐步代替传统的如索氏提取法、捣碎法、振荡法、浸渍、漂洗法、液－液分配法、化学法(磺化法)、柱层析法、沉淀法等前处理手段。

在理化检测技术方面，多残留检测新技术包括多维色谱、超高压液相色谱色谱、各种质谱技术的发展为农兽药多残留分析以及未知物的筛选提供了技术保障。

下面就近几年国内外的主要研究进展进行综述。

2 样品净化技术展望

2.1 SPE方面的进展

SPE是一种基于液固分离萃取的试样预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来。从一次性商品SPE柱于1978年的首次出现(Sep－Pak Cartridge)算起，现代意义上的SPE技术存在已经有20多年的历史。

SPE技术的优点是有机溶剂用量少，一次可以萃取多个样品，还可自动操作。因此自它出现以来，经过20多年的发展，其技术和理论已日益成熟，应用范围也日益广泛。但是SPE技术也存在着某些不足，如批与批效率的不同会影响分析的重复性，可能发生不可逆的吸咐导致样品组分丢失，有时会发生表面降解反应，吸附剂孔道易堵塞。为此近年来SPE技术在以下方面进行了发展。

2.1.1 填料基质

传统的SPE是以C18硅胶基质的填料，其缺点为小柱不易浸润，操作过程中需要仔细控制溶剂不能干，回收率低、重现性差，对极性化合物保留不足，药物及代谢产物难以同时提取，对碱性化合物回收不足，使用的pH范围较窄为2－8。

上世纪90年代末，为扩大反相固相萃取材料的适用范围和改善吸附平衡性，并提高重现性，以极性官能化高分子树脂为主体的新型反相固相萃取材料问世了。此类填料是以乙烯吡咯烷酮和二乙烯萃共聚得到的高分子聚合物，由于吡咯烷酮极性官能团的引入，这类萃取柱对各类极性、非极性化合物具有均衡的吸附作用，克服了传统C18柱存在的如小柱不易浸润、怕干等缺点。使用的pH范围较宽为0－14。此类填料的代表产品有:CleanertPEP、OasisHLB、CleanertPCX、OasisMCX、CleanertPAX、OasisMAX等。

2.1.2 膜片型SPE柱及96孔SPE板系统

近年开发的膜片型SPE柱，是用膜片代替填料，可减少前处理使用的溶剂体积，减少洗脱液体积(如对3mLSPE柱仅需使用0.2－0.4mL洗脱液体)，从而减少浓缩时间。

目前已经有商品化的96孔SPE装置出现，这种装置可进行半自动化的固相萃取操作，已经用在生物样品的快速分析中，每个样品分析时间从以前的10－30min减少到1－3min。

2.1.3 吸附剂的改进

近年在吸附剂方面有了长足的进步，如多层柱的出现可达到以往需要二个或以上串联才能达到的性能，已商品化的有Envi－Carb/LC－NH2双层柱、Envi－Carb－II/PSA双层柱、SAX/PSA双层柱、Florisil/Na2SO4双层柱、Envi－Carb－II/SAX/PSA三层柱、Envi－Carb/NH2/Silica三层柱。

另一个是特殊用途吸附剂的出现，如用于快速滥用药物检测的酸性药物和碱性药物柱。

2.1.4 今后的发展

今后SPE将在以下几方面取得进展:向高选择性和高通用性两个方向深入进行研究开发，继续研究新型柱体材料和固定相，可以降低杂质含量，减少测定的空白值，降低检测限，如C30、碳纳米管、18烷基磁性铁基微球和分子印迹材料等不断被开发出来，使SPE技术在样品前处理方面又呈现出了诱人的发展前景;介孔材料作为分离富集和色谱填料作为新型固相萃取剂的研究;研究SPE与其他分离富集方法的联用和结合，这样既有可能克服各种分离富集方法各自的不足，改善分离富集效果，又有可能派生出新的分离富集方法。

2.2 MSPD技术及其进展

MSPD是Barker1989首次提出并给予理论解释的一种样品处理技术，其基本操作是将样品(固态或液态)直接与固相萃取材料一起混合研磨，使样品均匀分散于固定相颗粒的表面，得到半干状态的混合物将其作为填料装柱，然后依靠所选定的溶剂洗脱样品。它浓缩了传统样品均化、组织细胞裂解、提取、过滤、净化等过程，使样品的预处理变得简便。MSPD技术提取净化效率高、耗时短、节省溶剂、样品用量少，是目前农残、兽药残留比较有前途的前处理方法。常用的吸附剂很多，如C8、C18、GCB(石墨碳)、硅胶+硫酸、中性氧化铝、酸性氧化铝、Florisil、惰性海沙都适用于 MSPD。如 FerandezM［1］利用MSPD等对蔬菜水果中的13种拟除虫菊酯类农药残留分别进行了测定，检出限为0.08－0.82 mg/kg。

2.2.1 QuEChERS 快速样品处理技术

作为MSPD技术的一个发展，2003年由美国农业部研究服务中心的AnastassiadesM首次提出QuEChERS技术。该方法主要通过多官能化的复合吸附材料，将生物样品中的主要干扰杂质吸附，同时将强水溶性的被测物质留在样品溶液中，从而达到净化和富集的目的。在分散性SPE材料的应用方面，使用PSA(primarysecondaryamine)N－丙基乙二胺，去除脂肪酸、叶黄素、甾醇等其他成分，无水硫酸镁去除水分，石墨碳黑(GCB)去除色素、类胡萝卜素、固醇和平面结构的基质干扰物，其原理是将 SPE和 MSPD技术衍生和进一步发展。QuEChERS法具有多残留、高通量、通用性好、适用性广的特点，并且还具有以下优点:①回收率高，对大量极性及碱性农药的回收率介于80%－110%;②精确度高;③分析时间短;④溶剂使用量少，污染小且不使用含氯化物溶剂;⑤操作简便，无需良好训练和较高技能便能很好完成;⑥使用很少的玻璃器皿，样品制备过程中所使用装置简单;⑦所需空间小，在小型实验室便可完成;⑧废弃物少，环保;⑨成本低。

QuEChERS法包括液－液微萃取、“分散”SPE、“双相”SPE。如李琰等［2］采用改进的 QuEChERS前处理方法和GPC－GC－MS在线联用系统，快速测定果蔬中有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氯等31种农药的残留量。结果表明:31种农药分离效果较好;方法检出限(S/N≥3)为0.01μg/kg－0.83μg/kg;平均回收率为72% －111%;相对标准偏差为1.6% －10%。因此可以满足同时测定蔬菜水果中多种农药残留的检测要求。农业部发布的行业标准NY/T1380－2007《蔬菜、水果中51种农药多残留的测定 气相色谱－质谱法》，该标准采用了QuEChERS技术。

经过几年的改进，QuEChERS法已被AOAC、欧盟、美国FDA、美国农业部定为官方方法。主要有以下净化体系:①最早的QuEChERS方法于2003年由AnastassiadesM提出，这种方法通过加入氯化钠来改善提取效果;②AOAC(2007.01)方法，用醋酸钠替代氯化钠，用酸性(1%乙酸)乙腈代替乙腈。③双相柱的采用:这种方法是在最后提取时用PSA和GCB除去高含量的叶绿素和植物甾醇，同时没有损失平面型农药(极性芳香族化合物)，洗脱溶剂为丙酮 －甲苯(3:1)的混合液;④欧洲的方法EN15662和AOAC方法类似，只是前者用氯化钠、二水合柠檬酸钠和倍半水合柠檬酸二钠替代醋酸钠。

目前已商品化的有Dispersive(分散)系列SPE产品(dSPE):适用于“QuEChERS”方法，应用于食品/农产品中的多残留分析;柠檬酸提取管(4g硫酸镁，1g氯化钠，0.5g柠檬酸钠二元 1.5水合物，1g柠檬酸钠三元二水合物);硫酸镁提取管 (6g硫酸镁，1.5g乙酸钠);PSASPE净化管1(900mg硫酸镁，150mgSupelcleanPSA);PSA/C18SPE净化管1(900mg硫酸镁，150mgSupelcleanPSA，150mgDiscoveryDSC－18);PSA/ENVI－CarbSPE净化管1(900mg硫酸镁，150mgSupelcleanPSA，15mgSupelcleanENVI－Carb);PSNENVI－CarbSPE净化管2(900mg硫酸镁，150mgSupelcleanPSA，45mgSupelcleanENVI－Carb)等。

2.2.2 今后的发展

从目前发表的QuEChERS法研究报告看，前几年主要是用于农药残留检测，近几年在兽药残留检测方面也有应用的报道并呈上升趋势，笔者实验室目前正将此技术用于多种兽药筛选检测的研究。但QuEChERS的缺点是净化效果不如SPE和MSPD技术，其基质效应一般较高，使得在用HPLC－ESI测定时对定性定量有一定的影响。今后将在新净化体系和新净化材料研究以提高净化效果方面得到发展。

2.3 MIT 及其进展

2.3.1 MIT

MIT是通过模仿生命过程中的分子识别过程，采用人工合成方法，制备对目标分子具有高选择性识别能力的材料技术。自1993年KlausMosbach等在《Nature》上发表有关利用非共价键合成茶碱分子印迹聚合物的报道之后，分子印迹材料(MIMs)作为一种人工合成高选择性材料迅速进入全球众多科学家的视野。整体柱技术的出现使得MIT的发展又前进了一步，它具有内部结构均匀、渗透率高、传质速率快、易于在线联用等优点，被誉为第4代色谱固定相。

分子印迹通过以下方法实现:①在适当介质中，具有适当功能基团的功能单体通过与模板分子间的相互作用聚集在模板分子周围，形成稳定的复合物;②复合物与过量的交联剂形成聚合物材料，从而使功能单体上的功能基团在特定的空间取向上固定下来;③通过一定的物理或化学方法将模板分子脱除，在聚合物材料中就形成了三维空间大小、形状以及功能配基都与模板分子互补的分子印迹微腔。该分子印迹微腔使MIMs具有天然生物分子识别系统最重要的特征:识别(recognize)和特异性结合(speciallybind)。而这种仿生识别的特异性甚至可以和单克隆抗体相媲美。

正是由于MIMs的上述特点，如果制备能够与残留目标物为模板分子的MIMs，就可以实现对残留检测的专属性吸附和富集，从而大幅度提高检测准确性和特异性。

分子印迹整体柱结合了MIP和整体柱的优点，具有良好的多孔结构、高选择识别性能和小传质阻力，较填充型固相萃取材料具有更高的萃取率。它克服了传统样品前处理技术溶剂消耗量大、处理时间长、操作繁琐等缺点，集采样、萃取、浓缩于一体，可与气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)等仪器联用。前处理分析的联用方式有在线分析和离线分析两种。

复杂基体中痕量、超痕量物质的分析依赖于高效和高选择性的样品前处理技术，分子印迹整体柱能从复杂样品中选择性地识别和富集目标化合物，从而减小基体干扰。目前，分子印迹整体柱已广泛应用于复杂体系的样品前处理中，已报道的有除草剂阿特拉津和苯丙氨基酸、甲基对硫磷、抗蚜威、培氟沙星、四环素、氟哌酸、环丙沙星、普萘洛尔、嗪草酮、孔雀石绿等。

2.3.2 进展

近年来，分子印迹整体柱作为样品前处理介质和色谱固定相在生物、医药、食品样品分析等领域中表现出显著优势。但由于该技术起步较晚，发展时间较短，制备技术和分离识别机理方面的研究尚不完善，具体表现在以下方面:一是在分子印迹整体柱的制备过程中，对于不同的模板分子，均要进行大量的条件优化实验，单体、交联剂和致孔剂的选择比较局限;二是分子印迹整体柱在极性溶剂(如水)中对模板分子的识别研究仍处于起步阶段，且制备所选用的致孔剂比较单一，大多为甲醇－水体系;三是柱容量低、分子印迹聚合物识别位点非均匀分布，结构“完整”的识别位点均被饱和，分离效果主要由结构不“完整”的位点控制。这样在样品处理时同时存在特异性和非特异性萃取，模板分子的流出峰存在严重拖尾现象，在少数的实验中还表现出对结构并不相近化合物的吸附。

目前商品化的分子印迹整体柱不多，主要有克伦特罗柱、β－受体激动剂(类选择性)柱、β－阻断剂(类选择性)柱、全β－受体(β－激动剂和β－阻断剂)柱、氯霉素柱、三嗪类柱等。

2.4 IAC柱及其进展

IAC技术其原理是将抗体固定在固相载体材料上，制成免疫亲和吸附剂，将样品溶液通过吸附剂，样品中的目标化合物因与抗体发生免疫亲和作用而被保留在固相吸附剂上。然后用酸性(pH=2－3)缓冲液或有机溶剂作为洗脱剂洗脱固定相，使目标化合物从抗体上解离，从而使目标化合物被萃取和净化。由于免疫亲和作用具有很高的特异性，所以IAC柱可以很方便地从复杂样品基体中分离其他萃取方法难以萃取的目标化合物。

许多兽药残留分析，包括兴奋剂类、磺胺类、喹诺酮类、苯并咪唑类、阿维菌素类、聚醚类等药物，IAC/LC/FLD分析法均有报道。目前商品化的IAC柱有兴奋剂类、玉米赤霉醇、氯霉素、四环素类、磺胺类柱。

作为近年来发展起来的一种新型固相萃取技术，IAC以其操作简单、选择性强的特点被越来越多的研究者所关注。相信随着小分子化合物抗体制备技术的发展和成熟，抗体的种类将增加，而制作成本将逐步降低，这些都将推动IAC技术的长足发展。

利用抗体的交叉反应性开发具有更好分类选择能力的免疫亲和吸附剂是今后研究的热点之一，另外，将基于不同抗体的IAC柱组成一定的阵列，以提高其多残留萃取能力的研究，将拓宽免疫亲和萃取技术的应用范围，并有可能将这项技术更快地推向实用化。

2.5 SPME技术及其进展

2.5.1 SPME 技术

SPME由加拿大安大略滑铁卢大学开发的一种吸附/脱附技术，这种技术不需要溶剂或复杂的设备来富集在液体样品中或顶空中的挥发或不挥发化合物。SPME有较宽的分析物线性浓度范围，它兼容任何填充柱或毛细管GC或GC－MS，以及可用于分流/不分流或直接/填充进样器。通过SPME/HPLC接口，这种技术可用于HPLC分析，它集萃取、净化于一体，大大缩短了分析时间，提高了检测效率。SPME在食品检测中的报道较多，如应用SPME－GC/MS测定水中的 60种农药［3］，SPME －HPLC联用技术测定牛奶中的四环素［4］。

2.5.2 进展

SPME技术作为一种简单、快速的样品预处理方法，人们无需特殊的培训就可熟练操作。萃取过程中无需使用有机溶剂，具有环境友好的特性。但它也存在一些不足之处，主要表现在熔融石英纤维非常脆弱，易于折断，操作要十分小心;纤维固定相体积小，要求很高的生产精度，任何不规则和不均一都会影响涂层的表面性质和萃取操作的重复性。

目前的发展从以下二个方面进行改进:一是选择性强，灵敏度高，涂层稳定的新型萃取纤维的研制。二是发展新金属合金材质萃取组件，即对于新金属合金材质萃取组件的长寿命设计，不仅仅是得益于材质的变换而是所有部件的材质升级的整合，比如推杆、针头和萃取纤维核心。对“萃取纤维核心”部件用金属合金代替熔融石英或合成的纤维萃取头，目前已有商品化推出。

2.6 SCWE技术及展望

2.6.1 SCWE 技术

常温常压下水是极性很大的溶剂(ε为80)，它能很好地溶解极性有机化合物，但对中极性和非极性有机化合物溶解度非常小。亚临界水也称为高温水、超加热水、高压热水或热液态水，是指在一定压力下，将水加热到100℃以上临界温度以下的高温，水体仍然保持在液体状态。通过对亚临界水温度和压力的控制可以改变水的极性、表面张力和粘度，此时亚临界水对室温下在水中溶解度较低的疏水性有机物的溶解能力大大增加。研究证实，水在250℃时介电常数(ε)为27，介于常温常压下乙醇(ε为24)和甲醇(ε为33)之间，可极大的增加苯并芘、百菌清和丙唑嗪等化合物在水中的溶解度。L.Wennrich［5］利用SCWE技术对蔬菜和水果中有机氯进行提取，而国内目前用SCWE的报道主要是在环境分析中，华中科技大学研究了以灭多威为代表的氨基甲酸酯类农药的SCWE技术，得出的结果与目前采用的手工振荡法相比，SCWE具有萃取效率高，精密度好和操作简单的优点。

2.6.2 进展

从目前的情况看主要进展时在以下方面:一是SCWE仪的研制，目前国内外尚未推出全自动专门的SCWE仪;二是国内外已经有运用SCWE技术提取食品中农药和食品添加剂的初步研究报道，但主要是均局限于一种残留物提取方法的研究;少数同时提取几种农药的报道，但与国内外食品安全法规的要求相比，还没有得到突破。

与其他前处理技术相比，SCWE技术是一种简便、快速、对环境友好、没有污染的绿色萃取技术，萃取时间通常小于60min，比传统萃取技术具有更高的回收率，可取代传统的索氏提取和超声提取等技术。预计SCWE会有很好发展前景。

2.7 ASE技术及展望

2.7.1 ASE 技术

上世纪90年代中期，Richter等提出ASE的方法，此萃取技术可以显著简化样品前处理过程。用泵抽取常用溶剂到装有样品的萃取池中，而后加温加压，增加物质溶解度和溶质扩散效率，提高萃取的效率。升高温度能够降低溶剂的粘度和基质的表面强度，打断溶剂与基质之间的作用力(范德华力、氢键等)，使被溶物快速从基质中解析萃取出来。升高压力能使溶液沸点增高，在高温下保持液态，同时压力使溶剂进入基质微孔，与基质更全面地接触。ASE仪使得样品的准备变成自动流程，且几分钟即可完成，萃取更快速、方便且消耗溶剂量少。故它可以直接取代需要大量有机溶剂的技术例如索氏萃取以及超声萃取，如GB/T 19649－2006《粮谷中475种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱－质谱法》即用此技术。

2.7.2 进展

ASE作为一种提取技术具有有机溶剂用量少、快速和回收率高的优点，但是它本身不具备净化功能，要进一步进行净化。

预计可在以下方面有发展:一是离线净化方法的研究，即将欲用于净化的柱子填料和其他吸附材料直接预先放入到萃取池的底部，萃取液从池子中排出的同时就完成了净化的过程。很多成功的结果表明在获得希望的待分析物的同时没有干扰物出现，真正省略了后边的净化过程。二是在线净化技术的应用，如与自动SPE仪联用等，可大大加快前处理过程。

3 测定技术进展

3.1 GC－MS联用的进展

在我国GC－MS联用技术中单级的四极和离子阱技术已经作为日常分析手段得到广泛应用。目前的主要发展方向一是高分辨质谱如飞行时间质谱技术(TOFMS)用于食品中未知有害物质的筛选，二是串联技术的应用如Q－Q－Q、Q－TOF、GC×GC/TOFMS、GPC －GC/MS，举例如下。

GC－MS/MS技术已在食品分析方面得到广泛的应用，该技术不仅适用于复杂基体混合物的定性分析，而且可以利用得到的二级质谱结果进行定量。GC－MS/MS可在与传统GC检测器相似的灵敏度下进行定性定量分析，原因是MS/MS在对离子检测前就排除了干扰，所以即使对复杂样本也可达到很高的灵敏度。它不需要重复进样就能定性，比选择性检测器有更高的可信性。笔者实验室采用此技术对食品中近百种种农药残留进行检测。

GC×GC/TOFMS技术适用于复杂化合物分析，解决背景干扰严重或多组分共流出导致目标组分无法检出。二维GC是由两根不同性能的色谱柱通过一个调制装置串联，用计算机程序得到一张二维GC图。由于其突出的分离性能而受到广泛关注，Dalluge等［6］用全二维GC－ TOFMS分析了食品萃取液中的58种农药残留，一维GC色谱无法检出的保留时间接近的农药成分，二维GC能得到很好确证。

GPC－GC/MS技术是将GPC同GC－MS联用，达到在线净化和检测确证。如笔者实验室建立了GPC串联GC－MS检测水果、蔬菜和谷物中75种农药残留的检测方法。在净化时，采用的是活性碳小柱串联氨基小柱，再经过在线凝胶色谱净化色素的同时，杂质和油脂等大分子也得到了较好地分离，检测结果灵敏度高，相对偏差为0.9% －l5.7%，回收率为 55.8% －130.7%，检出限为 0.01－0.05 mg/kg。该方法能满足植物性食品中多种农药残留的筛选，具有灵敏、快速、重现性好的特点。

在去年BCEIA会上，安捷伦公司推出7200型Q－TOF GC－MS/MS。其特点是毛细管柱 GC/TOFMS的色谱和MS的高分辨，结合MS解卷积功能，可分析大多数目标物和未知物;利用Q－TOF模式的高分辨产物离子图谱消除基体干扰，明确碎裂模式，帮助进行痕量水平未知物结构定性。

3.2 LC－MS技术及其进展

3.2.1 LC －MS 联用技术

到目前为止，做定量的质谱主要是Q－Q－Q，鉴于低分辨Q－Q－Q因具有多重反应监测功能，在定性、定量和灵敏度方面的优异性能，前些年成为残留检测的主要手段。如笔者参加起草的行业标准SN/T 2443－2010《进出口动物源性食品中多种酸性和中性药物残留量的测定 液相色谱－质谱∕质谱法》和SN/T 2624－2010《动物源性食品中多种碱性药物残留量的检测方法 液相色谱－质谱质谱法》，均采用Q－Q－Q技术。

近几年，Q－Q－Q－线性加速离子阱复合质谱的推出，其优异的性能也同样得到了重视。它有机地把Q－Q－Q的定量能力和离子阱的定性功能结合在同一台质谱上，具备很高的定量和定性灵敏度以及很高的分辨率和质量准确度。此项技术对于农兽药残留及其代谢物研究、未知化合物的筛查和解析能力都有极大的提升。其过程是首先进行全扫描发现未知物的峰，用高分辨模式得到分子式，然后再打碎得到MS/MS谱图进行谱库检索、比对，确证待测物。

3.2.2 进展

3.2.2.1 质谱仪器性能的改进

随着国内外食品安全法规要求的提高，对食品中未知物筛选的工作就显得更加重要，最近10年TOFMS在分辨率和定性方面有了长足的进步。目前TOFMS具有高分辨的性能，可以给出精确分子量，在筛选、确证技术中应用。TOF的主要优点是可以在高分辨条件下操作，并且可以进行准确质量测定。准确质量数可给出元素组成，从而提供结构信息，这是四极杆质谱所做不到的。Q－TOF结合了两种技术的优点，既可以在串联状态下对子离子提供准确质量测定，又可以作为单独的TOFMS仪对前体离子进行准确质量测定。LC－Q－TOF技术用于未知化合物的筛查，可以提供MS/MS/MS的准确质量数，不需要标准品即可建谱库，整个质量数范围内高分辨率，快速扫描，一次运行可以同时筛查多种“未知”化合物，具有较高的检测灵敏度。

3.2.2.2 大型质谱的小型化

在去年BCEIA会上，热电公司推出Q Exactive型台式LC－MS/MS。此仪器的特点是将高性能四极杆的母离子选择性和高分辨的准确质量数Orbitrap检测结合，进行高精度的目标化合物或未知物筛选，更加可靠的化合物定性和定量检测。

3.2.2.3 离子化技术的发展

DART®－MS实时直接分析质谱。无需样品处理和制备;可检测液、气、固态样品或材料;无溶剂消耗和除污;可用于食品、饮料、农产品及水产品安全快速检查。

3.3 色谱技术的进展

3.3.1 超高压液相色谱(UPLC)技术的应用

近几年来，各仪器公司均开发了超高压液相色谱法(Waters公司UPLC;安捷伦公司UHPLC;岛津UFLC)，即采用1.7或1.8μm 的硅胶杂化颗粒填料并生产了UPLC仪器，以进行复杂样品的高效、快速成分分析。它利用创新技术进行整体设计，从而大幅度改善色谱分离度、样品通量和灵敏度。相对于当今分析速度最快的HPLC，UPLC的分析速度提高了9倍，分辨率提高了2倍，灵敏度提高了3倍，一次分析所得到的信息量大大超过了高效液相色谱。

3.3.2 UPLC 与 MS/MS技术的联用

由于系统体积及流量的减小，UPLC比HPLC更节省溶剂，从而更环保及节省费用。UPLC的设计成为质谱仪最佳入口技术，由于UPLC的流量小，使质谱仪的负荷减少，真空度更好，可以更好地将样品与基质分开——避免离子抑制。UPLC的高分离度可以帮助分析工作者更加从容驾御复杂组分的分离，快速、高通量、节省时间、节约溶剂的优点使UPLC/MS/MS技术成为当今最有效的分离分析工具之一。

3.3.3 亲水作用色谱(HILIC)柱的应用

HILIC技术是近年来色谱领域研究的热点。以丙基酰胺键合硅胶为基质的HILIC色谱柱，对极性化合物，如极性代谢物、碳水化合物或肽具有极佳的分离效果。而基酰胺键合硅胶克服了传统正相色谱柱在水相条件下不稳定的缺点，其常使用流动相是和反相色谱相同的水相缓冲液(＜40%)及有机溶剂，但是其梯度条件通常是初始为高比例有机相，逐步加大水相合量。极性丙基酰胺键合硅胶的HILIC色谱柱在反相条件下，可以有效的保留极性化合物，是一种崭新的极性化合物HPLC分离解决方式。一方面是因为强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视，如药物分析、食品安全(比如三聚氰胺分离检测)、代谢组学、蛋白质组学等研究领域都不同程度地涉及强极性化合物的分离问题。另一方面是由于HILIC具有流动相组成简单、分离效率较高、与质谱兼容以及反压较低等优势。固定相是HILIC发展和应用的基础。

3.3.4 高效、快速的新核－壳技术液相色谱柱的应用

在HPLC检测中，溶质通过固定相载体多孔结构迁移，扩散通道越长，流动相速度对柱效的影响就越不利;流动相速度越高，色谱峰就变得越宽。有几种方法可以减少溶质在固定相孔中的通道扩散，至今，降低填料颗粒尺寸已经成为色谱柱生产厂家的主要方法。小颗粒有较短的通道长度，因此在增加流动相速度时，柱效受影响较小。但是减小颗粒尺寸，会增大柱压，从而需要昂贵的仪器，如前述UPLC即是使用1.7－2μm的颗粒填料。

核－壳技术的创新之处在于降低色谱峰变宽的根源，即溶质在填料颗粒中的扩散，填料比全孔颗粒在动力学上更具有优越性。由1.7μm的实心核和 0.5μm的有壳层组成的 2.7μm的熔融核(Fused－Cord)颗粒是其技术的核心，与全多孔颗粒相比，熔融核颗粒由于实心核的存在，有更短的扩散通道，从而降低了溶质的扩散，因此最大程度地减少了色谱峰展宽。其他特征如狭窄的粒径分布和高的填充密度，使得柱效达到240000塔板数/m甚至更高，这样的柱效完全可以与粒径小于2μm的色谱柱相媲美，而且是3μm粒柱效的2倍，使得色谱柱提供了与填料粒度小于2μm柱同样的高速和高效性，但同样的柱长只产生大约一半的柱压。这一较低的柱压意味着基于核－壳技术色谱填料技术能在传统的HPLC、LC－MS系统、中压系统、UPLC和其他超高压系统上运行;较低的压力也意味着可以使用较长的柱子，以获得更高的分辨率/分离度。

4 结语

残留分析属于一种多学科交叉的方法学领域，分析对象和样品基质复杂，几乎所有的分析理论和技术在残留分析中都得到了研究与应用:高通量和特异性的前处理技术的开发，高灵敏度/更低检测限、高选择性、联用分析、高分析速度、智能化/自动化、多残留分析、在线分析、现场快速分析、分析仪器的微型化、集成化和便携化的仪器的发展。建立食品中多残留的定量确证检测技术和筛选技术相结合是残留分析研究领域的一个重要发展方向。

注:此文为2012年第五届中国北京国际食品安全高峰论坛上的报告

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