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凝膠滲透色譜-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（Gel Permeation Chromatography-Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，GPC-GC-MS/MS） 是一種基于凝膠滲透色譜GPC 與氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜GC-MS/MS 完美的有機結(jié)合的綜合性分析技術(shù)[1-2]。凝膠滲透色譜的作用原理是依據(jù)分子大小進行分離，可將脂肪、植物色素、生物蛋白質(zhì)等大分子與特殊小分子實現(xiàn)高效分離。具有獨立的清洗泵，可配備多種規(guī)格凈化柱及對應(yīng)的流動相，擁有獨有的色譜柱保護系統(tǒng)，使用壽命較長[3]。然而，常規(guī)的凝膠滲透色譜凈化方法具有速度慢、有機溶劑使用量大、無法完成自動連續(xù)樣品分析等不足。氣相色譜-質(zhì)譜儀是擁有氣相色譜儀的高效分離能力與質(zhì)譜儀獨特的選擇性、靈敏度、分子結(jié)構(gòu)鑒定能力相結(jié)合的分析儀器。定性能力強、定量分析精度有所提升[4-5]。氣相色譜-質(zhì)譜儀的分析對象局限于在300℃左右及以下可以汽化、并且能離子化的樣品，對在加熱過程中易分解的、極性太強的化合物不適合。當樣品復(fù)雜或者理化性質(zhì)難以預(yù)知時，需要依靠與其他檢測方法聯(lián)用，才能獲得直觀肯定的檢測結(jié)果[6]。GPC-GC-MS/MS 是GPC和GC-MS/MS 兩種檢測技術(shù)的融合與發(fā)展，展示了新技術(shù)下的在線分析理念，對目標化合物具有更高的分析效率、靈敏度、重現(xiàn)性，可一次完成多種成分的在線分析，具備經(jīng)濟、高效、快捷等特點，引起了科學(xué)研究領(lǐng)域的極大關(guān)注[7-8]。多檢測儀器聯(lián)用是提高檢測效率、提升復(fù)雜樣品檢測質(zhì)量的發(fā)展趨勢[9]。

GPC-GC-MS/MS 分析檢測技術(shù)的工作原理是首先將樣品進行快速的前處理，然后進入GPC 柱子完成樣品的濃縮靜置，實現(xiàn)樣品的快速凈化，接著采用GC-MS 進行多組檢測分析，從而在檢測范圍內(nèi)獲得良好的線性關(guān)系，滿足分析要求[10-13]。GPC-GC-MS/MS 分析檢測技術(shù)示意圖見圖1所示。

近年來，相關(guān)工作者憑借GPC-GC-MS/MS 檢測技術(shù)測定魚中8 種酚類內(nèi)分泌干擾物的方法研究、動物源性食品中氯霉素檢測、水產(chǎn)品中的持久性有機污染物、海帶中撲草凈殘留量、玉米粉中10 種真菌毒素等方面取得了較大進展[14-18]。GPC-GC-MS/MS 分析技術(shù)已經(jīng)在藥品開發(fā)、能源化工、農(nóng)藥殘留分析、聚合物材料、生物工程、食品安全等眾多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。隨著廣大科研人員的深入研究及儀器檢測的快速發(fā)展，GPC-GC-MS/MS 技術(shù)已經(jīng)成為分析檢測領(lǐng)域的研究熱點[19-20]。

圖1 GPC-GC-MS/MS 分析檢測技術(shù)示意圖Fig.1 The schematic diagram of GPC-GC-MS/MS analysis and detection

目前，GPC-GC-MS/MS 研究類報道雖然逐年增多，然而有關(guān)GPC-GC-MS/MS 在多領(lǐng)域、復(fù)雜樣品中分析檢測方面的研究綜述尚很少見。本文查閱了大量的中英文文獻，發(fā)現(xiàn)GPC-GC-MS/MS 在各項研究中逐漸發(fā)揮著重要性與優(yōu)勢，但尚未見GPC-GCMS/MS 的分析檢測應(yīng)用研究綜述類報道。因此，本文從農(nóng)藥殘留、輻照標志物、半揮發(fā)性成分、增塑劑、光引發(fā)劑、激素殘留、多環(huán)芳烴類有機污染物的分析與檢測、賦香劑等八大方面總結(jié)報道了GPC-GC-MS/MS 較為新穎的應(yīng)用研究實例，并展望了其發(fā)展前景。

1 GPC-GC-MS/MS 分析檢測應(yīng)用研究進展

1.1 GPC-GC-MS/MS 檢測農(nóng)藥殘留

三唑酮（Triadimefon）是一種高效、低毒、作用時間長、吸收強的三唑類殺菌劑。該藥品具有雙向傳導(dǎo)功能，被植物吸收后，可在植物體內(nèi)迅速傳導(dǎo)。并且具有預(yù)防、鏟除、治療和熏蒸作用，持效期較長。同時對銹病和白粉病具有預(yù)防和治療作用[21-22]。腐霉利（Procymidone）屬于一種低毒性殺菌劑，作用機制是抑制菌體內(nèi)甘油三酯的合成，具有保護和治療的雙重作用。該藥物屬于一種內(nèi)吸性殺真菌劑，對葡萄孢屬和核盤菌屬真菌有特效，使用劑型比較廣泛，主要包括50%可濕性粉劑、30%顆粒熏蒸劑、25%流動性粉劑等。能防治果樹、蔬菜作物的灰霉病、菌核病，對苯丙咪唑產(chǎn)生抗性的真菌亦有效[23-24]。目前，這兩種農(nóng)藥殘留的檢測方法主要是GC-MS、液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜法（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS）、超臨界流體色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（Supercritical Fluid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，SFC-MS）[25-27]。這些檢測技術(shù)雖比較可靠有效，但是在復(fù)雜樣品、多體系環(huán)境中檢測會有一定局限性，開發(fā)更加便捷、高效的聯(lián)合檢測技術(shù)顯得十分必要。因此，建立一種快速、安全可靠的新型藥物殘留檢測方法是至關(guān)重要的。

張群等[28]建立了GPC-GC-MS/MS 同時測定番石榴中三唑酮和腐霉利的分析方法。試驗中采用乙腈提取番石榴樣品，經(jīng)氯化鈉洗滌、乙酸乙酯和環(huán)己烷混合溶劑溶解、GPC 凈化處理獲得待測品，經(jīng)外標法定量。結(jié)果顯示三唑酮和腐霉利定量限分別為0.01 mg/kg 和0.005 mg/kg，線性關(guān)系良好。平均回收率為77.4%～100.7%，相對標準偏差為5.0%～9.6%，該檢測方法可滿足番石榴中兩種農(nóng)藥殘留的檢測需求，為食品中殺菌劑的殘留檢測分析提供參考。

吳兆鳳等[29]建立了GPC-GC-MS/MS 測定奶粉中有機氯農(nóng)藥殘留的分析方法。待檢樣品經(jīng)濃縮儀處理，再經(jīng)平行濃縮儀濃縮，自動進樣到質(zhì)譜進行檢測分析。結(jié)果表明在5～100 μg/L 濃度范圍內(nèi)測試結(jié)果呈線性相關(guān)，檢出限＜0.5 μg/kg、加標回收實驗回收率為70%～95%，相對標準偏差＜10%，該檢測分析方法安全可靠、靈敏度高。

封利會[30]等建立了GPC-GC-MS/MS 測定蔬菜水果中多種農(nóng)藥的分析方法。工藝優(yōu)化選取醋酸和乙酸鈉的乙腈緩沖液對樣品進行提取處理，再用混合固相分散液凈化后測定，采用外標法進行定量分析。測試結(jié)果表明農(nóng)藥均在2～200 ng/mL 范圍內(nèi)呈現(xiàn)優(yōu)良的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.995，檢測方法快速、可靠，靈敏度和選擇性有較大優(yōu)勢。

Zhu B Q 等[31]建立了GPC-GC-MS/MS 測定茶葉中多種農(nóng)藥的分析方法。試驗中選擇分散固相萃取吸附劑，獲得了良好的線性相關(guān)系數(shù)，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.99，檢出限在0.5～5.0 μg/kg 范圍內(nèi)，獲得了一種簡便、快速，靈敏度高的茶葉中農(nóng)藥殘留測定方法。

1.2 GPC-GC-MS/MS 檢測食品中輻照標志物

輻照技術(shù)（Irradiation Technology）是重要的現(xiàn)代食品保鮮殺菌及特殊醫(yī)療用品滅菌消毒的新型加工技術(shù)，它的滅菌工藝容易控制，只需調(diào)節(jié)輻照劑量，滅菌徹底、不存在熱對流和氣體擴散等問題，整個過程在常溫下就可進行，可連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)，其發(fā)展前景較好、應(yīng)用廣闊[32]。同時，食品輻照保藏及運輸、醫(yī)療用品輻射的監(jiān)督管理工作仍處于初期階段，需要實施相配套的監(jiān)管制度與日益成熟的檢測手段，輻照食品的安全性也是人們密切關(guān)注之問題[33]。

2-十二烷基環(huán)丁酮（2-dodecylcyclobutanone，2-DCB）是食品中常見的輻解產(chǎn)物，對于含脂類輻照食品而言，2-DCB 作為特異性輻解產(chǎn)物用于該類食品的鑒別已經(jīng)獲得了廣泛認可，其在食品中的分析檢測能力顯得十分重要[34]。目前，相關(guān)研究工作者主要采用的是GC-MS 和LC-MS，樣品的前處理途徑主要包括溶劑萃取、固相萃取兩大方法。然而這些處理方法存在一定的局限性，比如溶劑萃取前處理所得的樣品容易被復(fù)雜的基質(zhì)干擾檢測結(jié)果、固相萃取法所使用的固相萃取小柱為高耗材，檢測成本高[35-37]，建立一套高效、簡便、適合復(fù)雜系統(tǒng)的2-DCB 檢測方法十分迫切。

邵彪等[38]在前期相關(guān)研究的基礎(chǔ)上建立了GPCGC-MS/MS 測定肉松與乳粉中2-DCB 的含量。實驗中開發(fā)了一種簡便的樣品前處理方法：將待測樣品首先經(jīng)正己烷超聲提取、濃縮，提取液利用GPC 凈化處理、收集流分直接聯(lián)機在線濃縮裝置進行濃縮、經(jīng)有機濾膜過濾后即可。采用多反應(yīng)監(jiān)測模式。測試結(jié)果表明在10～1 000 μg/L 范圍內(nèi)2-DCB 具有良好的線性關(guān)系，平均加標回收率在73.5%～98.2%之間，相對標準偏差在6.2%以內(nèi)。對輻照肉松與乳粉結(jié)果分析，可以判定未經(jīng)輻照的樣品未檢出2-DCB，而輻照處理的樣品均有檢出。該研究團隊運用GPCGC-MS/MS 成功測定了肉制品中2-DCB 的含量，方法操作簡單、靈敏度高、自動化批量處理重現(xiàn)性良好，特別是采取監(jiān)測定量離子對及多對定性離子對的方式，借助它們之間豐度比例關(guān)系進行定性確證，從而避免復(fù)雜基質(zhì)帶來的樣品檢測的干擾[39]。

1.3 GPC-GC-MS/MS 檢測葡萄酒中半揮發(fā)性成分

葡萄酒優(yōu)異的品質(zhì)一直是人們所追求的目標，酒體中微生物的添加及其種類差異、揮發(fā)性化合物的總濃度、氣味活性值、酒體的豐滿度、口感的平衡及其發(fā)酵時間等均影響著葡萄酒品質(zhì)[40-41]。尤其是葡萄酒中的易揮發(fā)成分，其種類、濃度與葡萄酒品質(zhì)密切相關(guān)，受到了相關(guān)研究者的關(guān)注，開發(fā)快速、穩(wěn)定可靠的該易揮發(fā)成分的分析檢測方法是開發(fā)高品質(zhì)葡萄酒的研究熱點[42]。

劉永明等[43]建立了一種GPC-GC-MS/MS 操作簡單、高效測定葡萄酒中多種易揮發(fā)性成分的分析檢測方法。實驗中以我國7 個葡萄酒主要產(chǎn)區(qū)的135 個樣品為研究對象，重點優(yōu)化了GPC 的收集時間、提取劑選擇、提取時間等工藝參數(shù)，結(jié)果表明易揮發(fā)性成分的濃度與其峰面積均展現(xiàn)出優(yōu)異的線性關(guān)系。獲得了不同品質(zhì)的葡萄酒中8 種主要半揮發(fā)性成分的含量范圍，通過數(shù)據(jù)的比較與分析，對評價葡萄酒的風格、典型性和釀酒質(zhì)量等技術(shù)指標提供了新的評價思路與方法。

1.4 GPC-GC-MS/MS 檢測食用油中增塑劑

鄰苯二甲酸酯（Phthalic Acid Esters，PAEs）屬于一類脂溶性化合物，一般通過鄰苯二甲酸酐與醇類物質(zhì)反應(yīng)制備，是目前廣泛使用的一種增塑劑。該類化合物具備不同程度的毒性，嚴重的可干擾人體正常的生理代謝[44-45]。隨著人們綠色、安全、環(huán)保意識的不斷提升，鄰苯二甲酸酯類增塑劑的添加計量及分析檢測能力受到人們的關(guān)注[46]。鄰苯二甲酸酯類較為常用的檢測方法包括高效液相色譜法、氣相色譜法以及傅立葉變換紅外光譜法三種，這些檢測方法雖然均能滿足一般樣品的檢測需求，但是存在的缺點也不容忽視。單一的高效液相色譜法測試條件選擇十分繁瑣，測試前的樣品準備工作耗費大量時間；單一的氣相色譜法存在穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較差等不足；傅立葉變換紅外光譜法劣勢是靈敏度較低、基體干擾大、樣品需進行嚴格的分離提純[47]。開發(fā)多種儀器聯(lián)用檢測技術(shù)是食品與藥品中鄰苯二甲酸酯類化合物檢測的發(fā)展方向。

吳雪等[48]建立了GPC-GC-MS/MS 測定食用油中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的分析方法。結(jié)果顯示檢出限為0.10～0.46 μg/kg，定量限為0.35～1.52 μg/kg，在2.38～9.52 mg/L 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，該方法操作簡單，樣品分析時間短，具有良好的重復(fù)性，該檢測方案對食用油中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的檢測提出了指導(dǎo)意義。

丁春瑞等[49]同樣建立了GPC-GC-MS/MS 測定植物油中鄰苯二甲酸酯類化合物的分析方法，各組分線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)在0.992 1 以上，相對標準偏差為3.1%～5.3%，檢測方法穩(wěn)定、可靠。袁荷芳等[50]利用GPC-GC-MS/MS 測定含油食品中16 種鄰苯二甲酸酯含量方法。線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)在0.9986 以上，相對標準偏差為2.0%～5.0%，驗證了GPC-GC-MS/MS 可便捷、穩(wěn)定檢測食品油中的鄰苯二甲酸酯類化合物。

1.5 GPC-GC-MS/MS 檢測牛奶及包裝材料中光引發(fā)劑

光引發(fā)劑（Photoinitiator） 又稱作光敏劑（Photosensitizer）或光固化劑（Photocuring agent），作用機理是經(jīng)光照可產(chǎn)生自由基并能進一步引發(fā)聚合的化合物[51]。理想的光引發(fā)劑具備廉價、合成簡單、光裂解產(chǎn)物無毒無味、穩(wěn)定性好，便于長時間儲存以及較高的引發(fā)效率等特點。近年來，光引發(fā)劑在食品、皮革制品、文具、包裝材料、藥物遞送、組織工程、高生物可再生聚合物、光聚合技術(shù)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[52-53]。由于光引發(fā)劑使用率高、使用面廣，殘留過多會對環(huán)境、人體造成不同程度的危害，再加上部分光引發(fā)劑具有致癌性、皮膚和生殖毒性，開發(fā)高效的檢測方法一直是相關(guān)領(lǐng)域的工作重點。

陶運來等[54]建立了GPC-GC-MS/MS 測定牛奶中外源性的光引發(fā)劑的方法，主要包括二苯甲酮（Benzophenone，BP）和4-甲基二苯甲酮（4-Methylbenzophenone，MBP）。測試結(jié)果表明開發(fā)方法的線性范圍為5～100 μg/L，BP 和MBP 的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.997 2 和0.998 4，方法定量限均為0.025 mg/kg。該工作對牛奶中BP 和MBP 光引發(fā)劑的檢測提供了一種快捷、穩(wěn)定的檢測方法，同時在應(yīng)對國外食品接觸材料的準入要求提供了參考價值。

張居舟等[55]建立了GPC-GC-MS/MS 測定食品包裝印刷油墨中二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、2-異丙基硫雜蒽酮、2-苯甲酰苯甲酸甲酯、4-二甲氨基苯甲酸-2-乙基己酯、2，4-二乙基硫雜蒽酮和4-氯二苯甲酮（CBP）等8 種光引發(fā)劑。測試表明這些光引發(fā)劑線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.997 9，檢測過程簡單、靈敏度高、準確度好，能滿足食品包裝印刷油墨中光引發(fā)劑的檢測要求。

1.6 GPC-GC-MS/MS 檢測黃油中激素殘留

類固醇激素（Steroid Hormones）又被稱作甾體激素，化學(xué)結(jié)構(gòu)屬于一類四環(huán)脂肪烴化合物（Aliphatic Hydrocarbon Compound）。類固醇激素對生物機體調(diào)節(jié)性功能、免疫調(diào)節(jié)及生育控制方面有明確的生理作用，尤其是在動物生長、生殖、發(fā)育等過程中發(fā)揮著不可或缺的重要作用[56]。同時，類固醇激素是一類典型的環(huán)境內(nèi)分泌干擾化合物，對生物體呈現(xiàn)出很強的內(nèi)分泌干擾效果，對生態(tài)和環(huán)境造成較大危害，其主要來源于脊椎動物生物體的排放[57]。部分經(jīng)營者由于追逐高利益，加量使用類固醇激素，導(dǎo)致動物源食品（主要包括黃油、牛肉）中該類物質(zhì)殘留較多，對人體正常的生理代謝、發(fā)育成長造成不可逆?zhèn)?。開發(fā)迅速、可靠的類固醇激素分析檢測方法，從源頭控制食品質(zhì)量，是食品安全不可或缺的保障。

趙超敏等[58]設(shè)計了一種GPC-GC-MS/MS 測定黃油中6 種類固醇激素殘留的方法。樣品依次經(jīng)等體積的乙酸乙酯和環(huán)己烷混合溶劑提取、凈化除脂、氮氣干燥、衍生化處理，樣品檢測結(jié)果表明雄酮、脫氫表雄酮、睪酮、孕酮、雌酮、17β-雌二醇6 種類固醇激素均呈現(xiàn)出良好的線性范圍、相對標準偏差小，該分析方法迅速、可靠。

1.7 GPC-GC-MS/MS 檢測多環(huán)芳烴類有機污染物

多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）是指分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或兩個以上苯環(huán)的芳烴。該類化合物大多具有遺傳毒性、突變性和致癌性，對生物機體可造成嚴重危害，主要對循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，被認定為影響人類健康的主要有機污染物[59-60]。多環(huán)芳烴化合物的檢測與分析一直是食品安全領(lǐng)域的重要課題。

于徊萍等[61]建立了食用油脂中16 種多環(huán)芳烴的GPC-GC-MS/MS 測定分析方法。樣品首先采用等體積比例的環(huán)己烷-乙酸乙酯混合溶劑提取后，經(jīng)GPC 凈化除去樣品中的脂質(zhì)類物質(zhì)所帶來的基質(zhì)干擾，凈化液再進行GC-MS 分析。結(jié)果表明16 種多環(huán)芳烴的檢測限為0.11～1.1 μg/kg，在1.0～50.0 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

沈習習等[62]建立了GPC-GC-MS/MS 測定北京烤鴨鴨皮中16 種多環(huán)芳烴的檢測分析方法。測試結(jié)果表明：16 種多環(huán)芳烴在1～100 μg/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，檢出限為0.08～0.39 μg/kg，定量限為0.25～1.29 μg/kg，相對標準偏差為0.7%～13.5%（n=6），該檢測方法滿足分析要求。

1.8 GPC-GC-MS/MS 檢測賦香劑

賦香劑是指有一定的香氣和香味質(zhì)量的化合物，是一類廣泛使用的香料。香蘭素（Vanillin）及其甲基和乙基衍生物是廣泛運用在各種需要增加奶香氣息的調(diào)香食品中、以及在香皂、牙膏、香水、塑料、醫(yī)藥品領(lǐng)域[63-64]。我國GB 2760—2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》中指出：凡使用范圍涵蓋0～6 個月嬰幼兒配方食品不得添加任何食用香料。歐盟專家委員會指出，大劑量賦香劑可導(dǎo)致頭痛、惡心、嘔吐、甚至損傷肝、腎等，可見香蘭素及其衍生物的殘留檢測十分必要，故開發(fā)高效、簡便的賦香劑檢測方法十分迫切。

鄭小嚴[65]建立了GPC-GC-MS/MS 測定配方奶粉中香蘭素和乙基香蘭素的方法。該檢測技術(shù)利用兩種目標物在pH＜7 的環(huán)境中能以分子形式存在的特性，采用等比例的環(huán)己烷和乙酸乙酯混合溶劑提取目標物，再依次經(jīng)GPC 凈化、GC-MS 檢測，外標法定量。實驗表明對配方奶粉中的香蘭素和乙基香蘭素的相對標準偏差≤6.77%，定量限為0.10 mg/kg。能有效地消除配方奶粉的基質(zhì)干擾，具有良好的選擇性。該檢測手段成本低廉、靈敏度高，能夠作為配方奶粉中的香蘭素和乙基香蘭素含量檢測的便捷方法。

2 展望

GPC-GC-MS/MS 檢測分析技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于藥品、食品、工業(yè)等領(lǐng)域，在樣品的分析檢測過程中展現(xiàn)出高效的分離度、靈敏度、良好的可靠性與耐用性、直觀快捷等諸多優(yōu)勢，在保障目標化合物的分析效率與準確度的基礎(chǔ)上，滿足多樣品、復(fù)雜檢測體系中的檢測要求，尤其在食品與醫(yī)藥領(lǐng)域受到很大的青睞。隨著GPC-GC-MS/MS 技術(shù)在藥物研發(fā)、制劑一致性評價、食品有害物質(zhì)殘留檢測、功能型化合物的分析檢測等方面的研究不斷深入，必將更好地服務(wù)于新興行業(yè)。GPC-GC-MS/MS 技術(shù)目前在檢測中成藥、中藥材領(lǐng)域研究較少，有待相關(guān)科研人員進一步努力和探索。隨著檢測樣品的復(fù)雜度和多樣性、檢測高效性和實時性的嚴格要求，發(fā)展更為完善的GPC-GCMS/MS 檢測新模式并加以推廣應(yīng)用必將是該領(lǐng)域的發(fā)展方向。