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1、第33卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第5期2005年5月ChineseJournalofAnalyticalChemistry722～728二维液相色谱切换技术及其应用1,21,21322王智聪张庆合赵中一张维冰李彤1(中国地质大学材料与化学工程学院,武汉430074)2(中国科学院大连化学物理研究所,大连依利特分析仪器有限公司,大连116011)摘要多维液相色谱已成为复杂样品研究的重要工具。本文在介绍多维液相色谱原理与方法的基础上,重点讨论了二维液相色谱接口切换技术的近期发展,并对其应用现状进行了总结分析。关键词二维液相色谱,切换技术,接口,蛋白质组,评述1
2、引言现代色谱法已成为分析化学中复杂体系组分分离和分析的强有力工具。对于复杂样品的分离,一种分离模式往往不能提供足够的分辩率,组合不同的分离模式构建多维系统是解决这一问题的有效途[1]径。1984年Giddings提出多维分离的概念以来,随着色谱方法的完善、控制及微加工技术的发展,多维分离技术得到较快的发展,并已在生命科学、环境科学等诸多领域得到应用。全二维气相色谱是最先商品化的多维分离技术,在石油样品的分离、天然药物中有效成分研究等方面已表现出明显的优势。与其他色谱分离技术相比,多维液相色谱因其高的分辩率及快速自动化等特点,具有更广阔的应用前景,已成为复杂样品研究的重要工具。
3、多维液相色谱实现的关键技术在于样品在两种分离模式之间的转换,接口与控制技术是束缚该项技术应用的瓶颈。目前,已发展了多种柱间切换模式。本文在介绍二维液相色谱原理与方法的基础上,系统地总结了二维液相色谱柱间切换技术的近期发展,并对其应用现状进行了总结分析。2二维液相色谱原理二维液相色谱(2D2LC)是将分离机理不同而又相互独立的两支色谱柱串联起来构成的分离系统。样品经过第一维的色谱柱进入接口中,通过浓缩、捕集或切割后被切换进入第二维色谱柱及检测器中。二维液相色谱通常采用两种不同的分离机理分析样品,即利用样品的不同特性把复杂混合物(如肽)分成单一组分,这些特性包括分子尺寸、等电点、
4、亲水性、电荷、特殊分子间作用(亲和)等,在一维分离系统中不能完全分离的组分,可能在二维系统中得到更好的分离,分离能力、分辨率得到极大的提高。完[2～4]全正交的二维液相色谱,峰容量是两种一维分离模式单独运行时峰容量的乘积。假如两种分离系统都有100的峰容量,那么良好的二维系统理论上可产生10000的峰容量。二维液相色谱大多使用两支或多支色谱柱,并通过柱结合技术实现样品的柱间切换。柱切换通常可分为部分和整体切换两种模式。按切割组分是否直接进入二维中,二维分离又可分为离线和在线两种方式。早期的中心切割技术,大都先在容器中收集一维洗脱产物,再进样到第二维中。随着现代仪器的发展和适应
5、自动化分离的需要,目前二维色谱大多采用在线方式,使一维洗脱产物(部分或全部)直接进入到第二维柱系统中进行分离分析。部分模式即采用中心切割技术,只使第一维分离的部分感兴趣的组分进入第二维中进一步分析。为了将样品有效地转移到下一维柱系统中,必须先在第一维分离模式中用标准物进行实验,根据得到的分离信息设计切换程序。部分模式不能得到样品所有组分的信息,此外,还有操作繁琐、样品易损失与污染及可能降低分辨率等缺点。[5]整体模式即全多维液相色谱模式(comprehensiveHPLC)。基于Giddings的理论,一般认为全多维2003212225收稿;2004205214接受本文系国家
6、自然科学基金资助项目(No.20375040)和“十五”国家科技攻关重大项目(No.2001BA210A01)第5期王智聪等:二维液相色谱切换技术及其应用723分离应满足3个条件:(1)样品的每一部分都受到不同模式的分离;(2)所有样品组分以相等的比例(100%或稍低一些,即并不要求100%分析物,只要分流的部分能代表所有样品组分信息即可)转移到二维及检测器中;(3)在一维中已得到的分辨率基本上维持不变。“基本”指通过测量全二维中第一维轴上的某个特殊峰所对应的第一维的分辩率与一维情况相比减少不超过10%。其中,第一条和第三条[6]说明了传统的中心切割技术与全二维的区别。Sch
7、oenmakers等认为在二维分离之前进行分流也可称为全二维分离,进一步拓宽了全二维分离的概念。在全二维系统中,从一维洗脱出来的不连续的组分,有规则间隔的进入下一维分离模式中。Frei[7][8]等采用SEC/RPLC分离植物萃取物,建立了二维液相色谱的基本框架。Jorgenson等改进了Frei的方法,使一维洗脱产物全部进入第二维系统中,实现了真正意义上的全二维液相色谱分离。一维洗脱[9]产物进入第二维系统,要考虑两者的兼容性。Murphy等指出对同步采样来说,从一维洗脱出来的组分的任一个峰要在下一维
