气相色谱-质谱联用技术在食药检测中的应用与发展
(中南民族大学药学院，湖北武汉 430074)
摘要
气相色谱-质谱联用（Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）是一种结合色谱高分离能力和质谱高鉴别能力的在线分离、定性和定量检测技术，适用于挥发性成分的分析。近年来，随着样品前处理技术及配套仪器的不断发展，GC-MS技术的分离性能越来越好、检测灵敏度越来越高，使其被广泛应用于食药领域中的成分分析、品质分析、掺假鉴别和有害物检测等方面。本文综述了目前常用的样品前处理技术以及近5年GC-MS在食药检测相关领域的应用，旨在阐明GC-MS在食药检测领域中的重要意义，明确其性能特点，总结其优缺点，并对其未来发展进行展望。
“民以食为天”，随着社会经济水平的提高，人们已从追求吃得饱逐步提升到吃得好，并要求食品色、香、味、形俱全。食品风味是食品最关键的品质指标之一，其中挥发性香气成分最为重要，它在某种程度上决定了该食品的品质[1]，也是消费者选择食品最主要的参考标准，因此，对食品挥发性香气成分进行分析与鉴定，不仅能为消费者提供保障，也为鉴别不同风味物质提供理论依据。同样地，作为中华民族的传统药物，中药材具有剂型多、副作用小、调理疗效强等优点，目前被广泛应用于治疗疾病和调理身体。中药的使用已经有上千年的历史，一直深受广大消费者的信任，但其质量与安全问题也一直是社会公众关注的热点问题[2]。中药材成分复杂，其中挥发性成分是中药中存在较为广泛且具有重要药理活性的一类成分[3]，研究中药中挥发性成分的提取和分析技术具有重要意义。
目录
1 GC-MS样品前处理技术
1.1 顶空技术
1.2 固相萃取
1.3 固相微萃取
1.4 凝胶渗透色谱
1.5 分散固相萃取
1.6 基质固相分散
2 气质联用在食药检测中的相关应用
2.1 食药成分分析
生活中常见的食品和中药材通常都具有其独特的气味，这种特有的香味是由于食药中的各种挥发性成分的释放，能够对人体的嗅觉产生显著影响[16]，由于食药成分复杂，基质干扰大，普通气相检测常常无法胜任，而结合色谱高分离能力和质谱高鉴别能力的GC-MS在食药复杂成分分离鉴定方面作用巨大。
2.1.1 挥发性风味成分分析
2.1.2 脂溶性成分分析
2.1.3 糖类化合物分析
2.1.4 功能性成分分析
2.2 食药品质分析
2.2.1 食药特征指纹图谱与质控标志物的建立及检测
2.2.2 食药年份及产地信息溯源
2.2.3 食药真实性检测
2.3 食药中有害物的检测
3 总结与展望
总结与展望
随着我国检测需求的急剧加大，检测仪器行业快速发展。相较于单纯的色谱或质谱技术，GC-MS结合了色谱高分离能力和质谱高鉴别能力，在检测领域一直备受青睐，同时应用范围逐步扩大，在食药领域占有重要地位。就GC-MS本身而言，该方法主要适用于挥发性成分的检测，其分析对象限于在300℃左右及以下可以汽化、并且能离子化的样品，另外目前质谱对于很多异构体无法分辨，其自身适用范围导致GC-MS具有一定的局限性，同时在食药领域，其检测热点越来越偏向于食药中微量、痕量或更低浓度水平的功能性成分或有害性成分检测；再加上食品和中药材本身基质成分复杂，其对GC-MS的灵敏度和准确度的要求更高，除了GC-MS本身存在仪器昂贵、耗时长、专业性强等问题，如何满足高通量、多组分准确定性定量的需求是GC-MS在不断发展过程中需要解决的问题。同时，如何有效处理GC-MS技术得到的大规模数据集从而获取有效信息也是GC-MS在应用中的热点问题。
GC-MS对其分析样品的标准具有一定要求，样品前处理技术显得尤为重要，如处理手段繁琐、处理时间长、纯化浓缩效果差都会影响GC-MS的分析过程，导致实验过程中出现误差，严重制约了GC-MS的未来发展，目前样品前处理技术从单一的顶空技术不断完善和丰富，能够有效针对不同的目标分析物进行纯化和浓缩，大大提高了GC-MS的分析效率，未来样品前处理技术仍要向更简单、更快速、更智能的方向发展。同样地，GC-MS分析仪器本身也从简单的一级质谱发展到二级质谱，通过对目标物进行二次裂解以达到降低基质干扰来获取更多信息，仪器技术不断更新的同时越来越多的科研工作者提出多种算法，能够有效从GC-MS大规模数据集中提取有效信息，特别是在食药研究领域，利用GC-MS智能筛选食药中的质控标志物，并依靠现代分析技术手段进行进一步鉴定。随着仪器技术和数据处理手段的快速发展，自动化、智能化、微型化是GC-MS未来的发展方向，GC-MS分析技术为食药的快速溯源及品质监控提供了一定的理论依据和技术支撑，使其未来在食药检测领域能够展现出更加蓬勃的生命力。
