联用分析技术在农业领域的应用
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前言

仪器分析领域具备两个发展方向:一方面,为了应对海量样本的分析任务,必须发展快速分析方法,如免疫分析技术等;另一方面,对现代仪器分析技术的需求也越来越大。合二为一,就是追求更为先进的分析平台,以满足高检测灵敏度和对复杂样品成分进行全分析的需求。

传统的仪器分析技术,如气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、质谱(MS)、核磁共振波谱(NMR)、光谱、电镜等分析技术虽然在仪器结构及分析原理方面取得了很大进展,但并不能完美地解决上述问题。随着分离科学与技术的发展,不同仪器分析技术的联用已成为一个必然趋势。从理论上考虑,为了尽可能发挥不同分析系统的效能,必须按照仪器结构及分析原理来恰当地进行设计,如色谱-质谱、色谱-光谱、色谱-核磁共振波谱、色谱-色谱及光镜-电镜等联用技术,使快速定性定量分析及复杂样品全分析的进行有望实现。

与传统的分析技术相比,联用技术具有更为强大的分析功能,如色谱-光谱联用技术将分离技术与结构鉴定技术完美结合,可同时完成样品中不同成分的分离及定性定量分析;色谱-质谱联用技术通过测定待测组分的分子离子峰及碎片峰,可以排除基质或杂质成分对待测组分的干扰,提高微量或痕量组分定性的准确性,在农药残留、兽药残留、天然药物活性成分及组学分析中得到了广泛应用;在色谱-色谱联用技术中,将两种相同或不同的色谱分离方法进行联用,采用不同的机理进行分离,可以提高峰容量,扩大样品的分离空间,使复杂样品中的更多组分得以完全分离,避免谱峰重叠现象,从而提高不同组分定性及定量分析的准确性,为复杂样品的全分析提供了可能,目前已广泛应用于天然药物活性成分、环境污染物残留及蛋白质组学分析中;色谱-核磁共振波谱联用技术在生物来源样品分析中具有独特优势,核磁共振波谱分析技术不需要过于复杂的样品处理步骤,线性范围宽,不需标准物质即可对待测组分进行结构鉴定,适于不稳定化合物的快速分析,其最大的优势是非破坏性分析方法,与色谱方法联用可分离分析基质成分十分复杂的生物样品,是目前代谢组学分析中最常用的分析手段之一;光镜-电镜联用技术通过光镜定位,然后以电镜技术进行图像检测,可以实现形态分析或成分分析,在生物样品表面形貌及细胞内容物定位研究方面具有很大优势。

尽管上述联用技术具有传统仪器分析技术不可比拟的优点,但每种联用技术也有其不足之处,在实际应用中需要应用几种联用技术同时提供不同的分析数据,相互补充,从而实现复杂样品中待测组分的准确定性及定量分析,以及未知样品的全分析。

近年来,联用技术发挥了越来越重要的作用,在农业领域的应用也得到了广泛关注。本书可为对联用技术感兴趣的广大读者提供有关色谱-质谱、色谱-光谱、色谱-色谱、色谱-核磁共振波谱及光镜-电镜等联用技术的基本原理、仪器结构及应用等方面的知识。随着联用技术的快速发展,联用技术的接口技术及仪器结构方面已经趋于成熟,书中内容只是涉及了一些发展较为成熟的方面,并没有对联用技术做一个全面的回顾,因此也并未对所有领域都进行详尽阐述,读者如有更深层次的需求,可继续进行挖掘。

本书由沈阳农业大学从事分析化学研究工作的同志编写,第一章和第五章由田宏哲编写,第二章由赵瑛博编写,第三章由胡睿编写,第四章由王远鹏编写,第六章由王蒴编写,许春琦、付浩亮、徐成浩及张俊参与书稿编写及整理工作,田宏哲承担全书的统稿和定稿工作。

由于编者的水平有限,书中的疏漏和不足之处在所难免,如果能够传达了联用技术十分之一的精髓和本质,就已满足,同时欢迎广大读者提出建议和意见,以便今后改正。

编者

2020年6月