1.2　联用分析技术特点及发展概况

联用技术的起源最早可追溯到20世纪50年代。1957年，霍姆斯（J. C. Holmes）和莫雷尔（F. A. Morrell）首次实现了GC-MS（气相色谱-质谱）联用，50年代末有文献报道了色谱-红外光谱联用的可行性。随后于1967年Giddings[1]首先提出了二维气相色谱联用的可能性，并研究了采用二维气相色谱联用技术对色谱峰容量及分析速度的影响。但是联用分析技术在20世纪70年代才开始实际应用。如1975年Chau等[2]采用GC（气相色谱）与AAS（原子吸收光谱）联用技术检测微量有机硒类化合物，“切割式”二维气相色谱（GC-GC）联用技术在70年代开始应用于石化分析中，1978年Erni等[3]设计了GPC（凝胶渗透色谱）-RPLC（反相液相色谱）二维液相色谱联用技术用于萃取分离决明属苷类化合物（Senna-glycoside），同年Watanabe和Niki首次实现了HPLC（高效液相色谱）-NMR（核磁共振波谱）的联用。然而限于当时的科技发展水平，联用技术并没有得到广泛应用。直到20世纪80年代后，随着生命科学研究领域的快速发展，以及人类对环境安全及食品安全的日益重视，涌现出不同的仪器联用技术，在很多研究领域发挥了重要作用。联用分析技术的发展概况见图1-1。

图1-1　联用分析技术的不同发展阶段

联用分析技术是将两种或两种以上不同分析仪器通过“接口”技术进行联用，“接口”要协调不同分析仪器的输入和输出的矛盾，即不影响第一维仪器的分离性能，并满足第二维仪器对进样的要求和工作条件。如GC-MS联用技术，第一维是GC，第二维是MS，通过一个合适的“接口”将这两种不同的分析仪器有机结合。其中GC主要用于复杂样品分离，而GC分离后的不同物质按分离顺序依次通过“接口”进入MS进行检测。其中“接口”的作用是保证GC柱尾流出的样品组分能够有序进入MS的离子源进行离子化，另一方面，该接口技术的作用是实现GC柱尾流出的常压气体能与MS离子源的真空度相匹配。因而，不同的分析仪器进行联用，都要满足以下条件：不能损失二维分析仪器的原有分析效能；二维分析仪器必须能够匹配；分析速度、准确度及灵敏度等要有显著提高。

目前，分析仪器的联用主要有两种发展趋势，如图1-2所示，一种是相同或不同分离技术的联用，如GC-GC、GC×GC、LC-LC、LC×LC、LC-GC及2D-TLC等，该联用技术的优势是可以采用不同分离模式的色谱技术分离难分离的复杂混合物，也可以采用“中心切割”模式排除第一维中的非目标组分，降低分离难度，同时采用不同分离模式的联用还可以扩大分离空间，提高色谱峰容量，使更多组分能够获得很好的分离效率。

图1-2　联用分析技术分类

另一种联用方式是分离技术与检测技术相结合，如色谱-光谱联用、色谱-核磁共振波谱联用及色谱-质谱联用等。该联用模式是将NMR、MS或不同光谱仪器作为色谱仪器的检测器，而色谱起到将样品引入及分离纯化的作用。虽然色谱技术具有很强的分离效率，但是在目标组分定性及定量分析方面不具优势。因而，将色谱技术与NMR、MS或不同的光谱技术相结合，既保留了色谱法的分离优势，同时又可实现不同组分的测定，尤其在与NMR或MS联用时，可提供未知组分的结构鉴定信息。因此，HPLC-NMR、HPLC-NMR-MS、LC-MS/MS等联用技术已在代谢组学等研究领域得到广泛应用。