二维液相色谱技术在食品分析中的应用

朱洁

摘 要：食品的种类繁多且基质复杂，往往需要使用特异性强、灵敏度高、重现性好的分析方法。二维液相色谱以峰容量大、分辨率和灵敏度高等优势，在食品行业中得以广泛应用。本文旨在论述二维液相色谱技术在食品分析中的应用进展和发展前景。

关键词：二维液相色谱;食品行业;食品分析

Abstract：A kind of analytical method with strong specificity， high sensitivity and good reproducibility is neededbecause of the variety and complex matrix in food industry. Two-dimensional liquid chromatography （2D-LC）has the characteristics of high peak capacity， resolution and sensitivity， is widely used in food industry with its unique advantages.This review illustrates 2D-LC and its application and developments of food analysis.

Key words：Two-dimensional liquid chromatography; Food industry; Food analysis

中图分类号：TS207.3

液相色谱法是目前最常用的分离分析方法，但随着样品的复杂化和多样化，传统的一维液相色谱法受到峰容量及分析能力的制约，已经无法满足复杂样品的分离需求。近年来，二维液相色谱技术在理论、仪器、方法开发等方面取得了快速发展，在药物分析、中药行业、环境科学等众多行业中的应用更加广泛和深入[1-3]。

1 二维液相色谱的原理、分類及特点

二维液相色谱法是在一维液相色谱法的基础上将分离基质不同且相互独立的两根色谱柱串联起来组成的分离系统，其主要分离过程是样品先经过第一维色谱柱进入接口，再通过浓缩、捕集或切割后进入第二维的色谱柱，进行进一步的分离，使得在第一维色谱中不能完全分离或分离较差的组分在第二维中得以完全分离。

1.1 二维液相色谱的分类

二维液相色谱根据馏分从一维到二维的转移方式的不同可以分为离线模式和在线模式。离线模式是依次收集一维色谱中的洗脱组分，再在二维色谱中进行后续的分离。在线模式是一维色谱中的洗脱组分部分/全部进入到二维色谱系统中，进行再次的分离分析。根据组分从一维切换至二维的模式的不同，分为中心切割模式和全二维模式。中心切割模式是只将一维色谱中的部分组分切入到二维色谱中进行分析。全二维切割模式是将一维系统中的所有组分，全部有规则有间隔的切入二维分离系统中，进行再一次的分离分析，该模式可得到样品所有的组分信息，适合复杂样品和未知组分的分析。

1.2 二维液相色谱的特点

二维液相色谱与一维液相色谱相比，可以提供成倍的峰容量，分离效率大大提高，可用于多组分、复杂基质样品的分离分析。二维液相色谱也可以与各种类型的检测器联用，如紫外检测器、荧光检测器、质谱检测器等。二维液相色谱与质谱联用，因选择性好、灵敏度高等特点已经成功应用于痕量样品和复杂基质的样品的分析。

2 二维液相色谱技术在食品行业中的应用

利用二维液相色谱技术不仅可以去除基质的干扰还可以起到富集和浓缩的作用，二维液相色谱以其独特的优势成为食品分析的一种趋势。

2.1 食品营养成分

食品中的各种营养成分种类多且含量差异大，各成分含量从纳克级到毫克级不等，含量水平差异大且基质成分复杂、干扰大，所以其分析方法也十分复杂。张艳海等[4]建立了在线二维液相色谱法同时测定配制乳品中的维生素A、D3和E含量，利用两根色谱柱构成正交分离体系，一维色谱柱完成维生素A和E的分离，二维色谱柱完成维生素D的分析。样品经过皂化和萃取后可直接进样检测，提高了分析的效率。林玉宙等[5]采用由一个六通阀和两个检测器构成的检测体系，只需要10 min即可完成婴幼儿配方乳品和米粉中维生素A、D3和E的含量测定。陈健彪等[6]采用三泵两阀搭建在线二维液相色谱分离系统，建立了VA、D2、D3，α-VE、γ-VE与δ-VE的快速分析方法，样品经皂化后可直接进样，该检测方法快速、高效、准确、安全且低污染，可以满足食品中维生素A、D、E的检测需求。

2.2 食品添加剂

二维液相色谱具有样品制备简单、损失少、回收率高且自动化程度高等特点，可应用于食品添加剂的质量控制和分析。黄伟等[7]建立了二维液相色谱双梯度泵系统，可快速、准确的测定葡萄酒中柠檬酸的含量，检出限为4.7 mg·L-1，回收率为98.84%～102.40%，

适用于葡萄酒中柠檬酸的含量控制。高宗林等[8]建立了绿豆芽抽提样品中4种植物生产调节剂的二维液相色谱定量分析方法。陈亮[9]等对牛奶中的糖精钠、苯甲酸等12种成分进行分析，样品仅需经过稀释、过滤两个预处理步骤即可进样，可用于测定乳制品中的人工添加剂和香精。

2.3 农药、兽药残留物

在食品农药、兽药残留物的检测中，痕量分析甚至超痕量分析项目较多，所以选择高灵敏度、高分辨率以及高检测通量的分析检测器尤为重要。Wang L等[10]使用二维液相色谱质谱联用技术分析了乳制品中7类20种抗生素的残留，奶粉和牛奶中各抗生素的检测限和定量限分别为0.10～2.40 μg·kg-1和0.33～7.92 μg·kg-1。张秀尧等[11]建立的二维液相色谱-三重四极杆/复合线性离子肼质谱联用方法可快速测定鸡肉、鸡蛋中利巴韦林的总残留量，采用同位素法定量，结果准确、重现性好，该方法可用于禽产品中利巴韦林的检测和控制。

3 总结和展望

将二维液相色谱应用在食品质量检测中，拥有检测方便、快速、节约成本等优势。但是二维液相色谱柱系统的选择和方法的建立等相对复杂，往往需要复杂软件的支持，对操作人员的专业知识和技能的要求也较高。另外，二维液相色谱仪器的价格昂贵，且维护成本高，导致该技术在食品行业的应用受到了限制，多用于研究性领域。相信随着二维液相色谱技术的逐步成熟，在食品行业中的应用也将更加广泛。

参考文献：

[1]安 蓉，肖 尧. 在线二维液相色谱技术及其在中药质量控制中应用和展望[J].世界科学技术-中医药现代化， 2014，16（3）： 549-553.

[2]Chen X， Kong L， Su X， et al. Separation and identification of compounds in Rhizomachunxiong by comprehensive two-dimensional liquid chromatography coupled to mass spectrometry[J]. J chromatogr A，2004，1040（2）：169-178.

[3]刘朝霞，周亚楠，何 兰，等.二维液相色谱技术在药物分析中的应用[J].中国药学杂质，2019，54（12）：941-946.

[4]张艳海，朱晓艳，曹国洲，等.在线二维柱切换-高效液相色谱法同时测定婴幼儿强化奶粉中维生素A、D3和E的含量[J].分析化学研究报告，2013，41（5）：771-775.

[5]林玉宙，吴宏，郭荣烁，等.二维液相色谱/双检测器法同时测定婴幼儿配方奶粉、米粉中维生素A、D3和E的含量[J].食品工业科技，2016，37（20）：68-77.

[6]陈健彪.在线净化二维液相色谱快速检测食品中维生素A、D、E[J].食品安全质量检测学报，2019，10（6）：1726-1733.

[7]黄 伟，杨悠悠，苗雨田，等.二维高效液相色谱法测定葡萄酒中柠檬酸含量[J].食品安全质量检测学报，2017，8（6）：2285-2289.

[8]高宗林，曹旭妮.二维液相色谱测定绿豆芽中赤霉素、6-苄基嘌呤、4-氯苯氧乙酸和2，4-二氯苯氧乙酸[J].化学试剂，2019，41（1）：58-63.

[9]陳 亮.中心切割二维液相色谱同时测定牛奶中的蛋白质、人工添加剂和香精[C]//第二十界全国色谱学术报告会及仪器展览会论文集（第四分册），2015.

[10]Wang L，Yang B X，Zhang X S，et al. Novel two-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the analysis of twenty antibiotics residues in dairy products[J]. Food Analytical Methods，2017，10（6）：2001-2010.

[11]张秀尧，蔡欣欣，张晓艺，等.二维高效液相色谱-三重四极杆/复合线性离子肼质谱联用法快速测定鸡肉和鸡蛋中利巴韦林总残留量[J].质谱学报，2018，39（4）：442-450.

作者简介：朱 洁（1985—），女，硕士，工程师;研究方向为食品药品质量。