陳文婷

（內江市第一人民醫(yī)院，四川內江 641000）

氣相色譜技術是現(xiàn)代儀器分析的重要研究領域之一。傳統(tǒng)的一維氣相色譜技術（1DGC），在理論和應用方面均已十分成熟。對于成分復雜的分析樣品，僅靠1DGC 分析不僅耗費大量時間，而且由于其色譜峰容量較小，峰重疊現(xiàn)象十分嚴重，定性、定量結果的準確性不夠理想，即使是化合物族組成分析也很難得出準確的分析結果[1]。為給復雜樣品的分離分析提供更好的技術支持，二維氣相色譜聯(lián)用技術應運而生。

二維氣相色譜起初發(fā)展為中心切割二維氣相色譜，中心切割二維氣相色譜雖能實現(xiàn)目標物的分離，但當組分自柱1進入到柱2時，其譜帶已經(jīng)較寬，會造成第二維分辨率的損失，而且分析速度也較慢，不能完全利用到二維氣相色譜的峰容量，系統(tǒng)總的峰容量僅為兩支色譜柱峰容量之和，一般適用于所需切割成分較少的情況[2]。隨著色譜技術發(fā)展，全二維氣相色譜出現(xiàn)，不同于普通的中心切割二維氣相色譜，它將兩根不同分離機理且各自獨立的色譜柱串聯(lián)起來，從柱1 中流出的組分都需要先進入一個調制器聚焦再以脈沖形式送到柱2 中進行分離，最后所有組分從柱2 進入檢測器，獲得所需信息。從構造上看，兩根色譜柱使色譜峰聚集在一個二維平面，其峰容量是兩根色譜柱峰容量的乘積，分辨率為兩根色譜柱分辨率平方和的二次方根，因而該技術的峰容量、靈敏度與分辨率都具有很大優(yōu)勢，這些優(yōu)點使得圖譜峰形質量更好，峰純度更高。在全二維氣相色譜條件下，大多數(shù)目標化合物和化合物族群色譜峰可達到基線分離，相互干擾減少，有利于準確積分。并且二維圖譜中每種物質有兩個保留值，且位置穩(wěn)定，加上調制作用使信噪比大大提高，使得全二維氣相色譜技術定性定量分析準確性都顯著增強[3-6]。這對于分離復雜樣品和檢測基體中痕量物質極為有效[7]。全二維氣相色譜技術出現(xiàn)后受到復雜體系分離分析領域的關注和重視，迅速成為表征和分析復雜樣品的技術手段[8]。

1 全二維氣相色譜技術在石化產(chǎn)品分析中的應用

石油化工產(chǎn)品的化學成分十分復雜，1DGC 對其分離分析的能力有限，需要更高的分辨率和峰容量的分析分離技術。全二維氣相色譜具有正交分離系統(tǒng)，可以更好的分離鑒別出石化產(chǎn)品中的化學成分，并更準確的對其進行定性定量分析。以下介紹全二維氣相色譜技術在重餾分油與輕餾分油兩類石化產(chǎn)品中的應用。

1.1 重餾分油

重餾分油相對分子質量大，雜原子含量高，且隨著碳原子數(shù)的增加，同分異構體逐漸增多，VENDEUVRE 等[9]比較了全二維氣相色譜與氣相色譜、液相色譜與質譜在餾分組類型分離和詳細的烴類物質分析上的差別。結果表明，在實驗成本、實驗耗時和測定結果準確性方面，全二維氣相色譜技術具有明顯優(yōu)勢。郭琨等[10]以16 種多環(huán)芳烴混合標準溶液為研究對象，通過考察升溫速度、二維補償溫度、調制周期等影響全二維氣相色譜正交分離的關鍵實驗因素，建立了全二維氣相色譜-飛行時間質譜（TOFMS）分離分析重餾分油的方法。結果顯示所建立的方法能將樣品中不同環(huán)數(shù)的芳烴很好的分開，并結合譜庫檢索及文獻報道對多環(huán)芳烴及其加氫處理產(chǎn)物進行了準確定性，為研究重餾分油轉化規(guī)律、提升餾分利用率提供了良好的技術支持。

在分析原油開采的商業(yè)潛力時，石油的地球化學特征是開發(fā)新戰(zhàn)略和技術的重要任務。PRATA等[11]使用全二維氣相色譜質譜聯(lián)用技術分析從巴西海岸不同地區(qū)獲得的原油，直接從色譜指紋圖譜獲取了其相關地球化學特征。全二維氣相色譜避免了手動操作，從而大幅提高了測定結果的可靠性，顯著減少了分析時間和成本。AGUIAR 等[12]采用全二維氣相色譜-TOFMS 分析了超重油中指紋化合物族組成及部分單體化合物，首次實現(xiàn)了對易共流出的五環(huán)萜烷和三環(huán)萜烷的有效分離。碳數(shù)大于30 的三環(huán)萜烷易被含量較高的五環(huán)萜烷所掩蓋，而全二維氣相色譜利用這兩類化合物在二維柱上不同的保留時間將二者很好地分離，從而檢測到C36三環(huán)萜烷。該研究還首次成功地在巴西原油中鑒定出去甲基三環(huán)、四環(huán)和五環(huán)萜烷。

1.2 輕餾分油

輕餾分油包括汽油、柴油和凝析油等，這類石化產(chǎn)品與日常生活息息相關，對其進行準確分析非常重要。王匯彤等[13]采用全二維氣相色譜對四川盆地22 個凝析油樣品進行族組分和化合物定性、定量分析。該方法有效地避免了常規(guī)色譜分析時出現(xiàn)共餾峰干擾的情況，比以往多定性出13 個化合物。并且將其與氫火焰離子化檢測器（FID）聯(lián)用后對過去無法定量的一系列化合物進行了測定，解決了凝析油族組分難以定量的問題。PARASTAR 等[14]結合全二維氣相色譜與最小二乘法，建立了一種簡單、快速、可靠的方法，實現(xiàn)了對汽油質量的評估及對其潛在摻雜物的檢測。王云玉等[15]采用全二維氣相色譜-TOFMS 測定汽油中的微量含氧化合物，通過對氣相色譜和質譜條件的優(yōu)化，有效地排除了非目標組分的干擾，實現(xiàn)了準確定性，避免出現(xiàn)假陽性結果，同時消除了目標組分之間色譜峰分離不完全對檢測結果產(chǎn)生的影響，為汽油中微量含氧化合物的測定奠定了科學基礎。林海等[16]建立了全二維氣相色譜法測定柴油和生物柴油混合燃料中7 種常見脂肪酸甲酯含量的方法，實現(xiàn)了目標物與基體的充分分離及準確定量。

2 全二維氣相色譜在食品分析中的應用

全二維氣相色譜-質譜(MS)聯(lián)用法在2002年首次被應用于食品分析[17]。全二維氣相色譜-MS聯(lián)用法不僅能夠更詳細地了解食品成分，而且還具有很大的潛力用于確認食品真實性和質量。

2.1 在食物安全及品質中的應用

食物中容易保留蓄積在生物原料里的持久性有機污染物（POPs），比如多氯二苯并對二噁英/呋喃（PCDD/Fs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）、有機氯農藥（OCPs）等含氯有機物，以及近來被關注的一些含溴化合物，食物中POPs 的檢測對保證人體健康和生命安全非常重要。HOH 等[18]開發(fā)了自動化直接進樣和全二維氣相色譜-TOFMS 結合的方法分析魚油中目標和非目標的化學物質，該方法可同時鑒定魚油中已知的POPs。PLANCHE 等[19]采用全二維氣相色譜-TOFMS 分析了復雜食品基質中的二噁英相關微污染物，實現(xiàn)了多種二噁英相關微量污染物的良好分離，大大提高了對食品化學污染物的風險評估。

此外，全二維氣相色譜技術還可以更好地鑒別食物的品質。MAGAGNA 等[20]利用全二維氣相色譜-MS 指紋圖譜研究來自單一植物來源（Picual）的特級初榨橄欖油（EVOO）樣品揮發(fā)性物質（VOC）的分布。EVOO 的質量與原材料橄欖果實的成熟程度有密切關系。該實驗將全二維氣相色譜-MS 與專用的自動化軟件相結合，得到完全的指紋圖譜，對樣品中VOC 的分析全面而準確，并驗證了其中的成熟指示劑，有利于保障EVOO 的產(chǎn)品質量。SAMYKANNO 等[21]利用全二維氣相色譜-TOFMS 對在澳大利亞生長的兩個草莓品種（Albion 和Juliette）的揮發(fā)性組分進行分析，對兩個品種進行了初步鑒定，并解釋了Juliette 比Albion更甜的原因。VYVIURSKA 等[22]使用全面的二維氣相色譜-TOFMS 研究了不同加工階段的金合歡花蜂蜜樣品以及相關的蜂蠟樣品的VOC 分布，不僅在金合歡蜂蜜中首次發(fā)現(xiàn)了馬鞭草烯和羅勒烯的存在，還得出蜂蠟的最終揮發(fā)性有機化合物的組成受到蠟齡的影響，這可以作為蜂蠟產(chǎn)品質量評價的一個重要指標。

2.2 在酒類分析中的應用

作為一種高分辨的分析檢測手段，全二維氣相色譜在對酒類的質量控制上得到了廣泛的應用[23]。TAKAHASHI 等[24]使用全二維氣相色譜-TOFMS聯(lián)用重新對日本清酒的香味成分進行了分析，并探索出清酒中的化學成分與特定感官性質之間的關系。DUGO 等[25]首次將全二維氣相色譜技術用于馬爾薩拉葡萄酒中化學成分的分析鑒定，為馬爾薩拉葡萄酒成分的高度復雜性研究提供了新思路。許和強等[26]運用全二維氣相色譜-TOFMS 對露酒中微量成分進行了定性分析，鑒定出多種有利于人體健康的氨基酸類、酮類、萜烯類等物質。粟學俐[27]采用全二維氣相色譜質譜聯(lián)用技術對啤酒風味成分進行了分析，比起1DGC，得到了更全面的啤酒風味成分。該研究拓展了新技術新方法在啤酒分析領域的應用，促進了整個行業(yè)的發(fā)展。周慶伍課題組多次將全二維氣相色譜運用于酒類成分的分析研究[28-30]。該課題組采用全二維氣相色譜-TOFMS對白酒中10 中吡嗪類物質進行了測定，經(jīng)驗證，該方法準確可靠，滿足白酒中吡嗪類痕量物質定量要求。之后該課題組又結合頂空固相微萃取技術與全二維氣相色譜-TOFMS 聯(lián)用技術，首次對古井貢酒中的風味成分進行了全面分析，共鑒定出800 余種包含醇類、酯類、酸類、醛酮類以及健康功能成分在內的揮發(fā)性風味成分，結果表明，其中含有吡嗪類、萜烯類、內酯類以及不飽和烯烴、烯酸、烯酯等一系列與人體健康密切相關的健康功能成分。

2.3 在茶類分析中的應用

茶葉是我國重要的經(jīng)濟作物之一，茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于我國農業(yè)和農村的發(fā)展具有重要的作用[31]。茶葉的揮發(fā)性成分是決定茶葉品質的重要因素，它不僅是區(qū)分不同茶類品質特征的重要指標，同時也是吸引消費者并影響其持續(xù)購買產(chǎn)品最重要的因素，所以全面研究茶葉中的揮發(fā)性成分有很大的應用意義[32]。

楊方課題組[33-35]采用頂空固相微萃取結合全二維氣相色譜-TOFMS 分析了閩南烏龍茶中的揮發(fā)性成分，從48 份不同等級和產(chǎn)季的烏龍茶（鐵觀音、本山、黃金桂、梅占和毛蟹）中獲得了2 000 余種揮發(fā)性化合物，通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理獲得了9 種對分類結果有顯著影響的組分，再以此為變量采用Fisher 判別法建立了4 個判別函數(shù)，樣品分類準確率達到97.9%，該準確率大大高于之前該課題組使用近紅外光譜技術進行識別的預測準確率。之后該課題組采用同方法對烏龍茶子類鐵觀音的丙酮提取物進行了分析，又成功區(qū)分了24 種安溪鐵觀音樣品的等級。朱蔭等[36]采用全二維氣相色譜-TOFMS聯(lián)用技術同時分析西湖龍井茶的香氣成分，結果表明，比起1DGC，采用全二維氣相色譜使可分析的香氣化合物數(shù)量提高了5 倍以上。通過特征香氣成分分析，發(fā)現(xiàn)具有愉悅氣味特征的酯、醇、醛、烯醇及芳香烴等化合物是決定西湖龍井茶優(yōu)異香氣品質的主要化學物質。

3 全二維氣相色譜技術在煙草行業(yè)中的應用

煙草的化學成分非常復雜，若采用1DGC 技術分析，則某些成分可能分離不徹底，而全二維氣相色譜可分離1DGC 難以分開的峰，并可降低基質對測定的干擾，因此全二維氣相色譜很適合煙葉這類復雜樣品的分離分析[37]。

BROKL 等[38]開發(fā)了頂空固相微萃?。℉SSPME）與全面二維氣相色譜-TOFMS 的方法，用于評價存在于主流煙氣煙霧顆粒物中的揮發(fā)性化合物。并結合主成分分析對所研究的香煙類型進行了明確區(qū)分。鄭曉云等[39]采用全二維氣相色譜-TOFMS 對薄荷型ESSE 卷煙的核心香味成分進行了定性分析。該方法使得在一維上有相近保留時間的組分利用成分極性大小不同在二維氣相色譜上分開。向章敏等[40]利用正交試驗設計與單因素試驗設計相結合，建立了一種頂空固相微萃取-全二維氣相色譜-TOFMS 快速分析煙草揮發(fā)性生物堿的方法，全二維技術排除了干擾物質的影響，使煙草揮發(fā)性生物堿的分析更加準確。鹿洪亮等[41]采用全二維氣相色譜-TOFMS 對不同部位的煙葉、不同品種煙草中的25 種中性香味成分含量進行了測定和對比，結果表明，我國的主要煙葉品種及不同產(chǎn)地的煙葉在品質上有很大差別。李海鋒等[42]采用全二維氣相色譜-TOFMS 對煙葉中酸性化合物進行了研究，定性檢出煙葉中揮發(fā)性、半揮發(fā)性的酸性化合物143 種，同時對不同類別的化合物在二維氣相色譜上的分布模式進行了研究。結果表明，高分辨率的全二維氣相色譜-TOFMS 法非常適合于煙葉成分的分離分析。

4 全二維氣相色譜技術在農藥殘留分析中的應用

在農藥殘留的研究中，傳統(tǒng)的1DGC-MS 聯(lián)用技術現(xiàn)已得到廣泛的應用，是一種成熟、穩(wěn)定的農藥殘留的檢測手段。但隨著植物中農藥殘留的成分越來越復雜，1DGC-MS 聯(lián)用技術仍受到分辨率和掃描速率的限制，不能完全滿足高通量快速篩查分析的要求，所以具有更強大分離分析能力的全二維氣相色譜開始在農藥殘留檢測中使用。

DALLüGE 等[43]以蔬菜提取物中農藥殘留的測定為例，證明全二維氣相色譜顯著改善了農藥殘留成分的分離度，并使用全掃描質譜對其中58 種進行了鑒定，這在使用1DGC-TOFMS 時是不可能的。張兵等[44]采用全二維氣相色譜-電子捕獲檢測器（ECD）對土壤中3 種指示性毒殺芬和20 種高關注的毒殺芬同類物進行檢測分析，經(jīng)土壤樣品的驗證，證實該方法可有效提高基質和目標物的分離效果。OCHIAI 等[45]結合攪拌棒吸附萃取法與全二維氣相色譜-TOFMS，對河流中OCPs 進行超痕量分析，該方法成功應用于河水中含量在pg/L 到ng/L 水平的16 種OCPs 的測定，其測定結果與使用大體積樣品(20 L)的常規(guī)液液萃取-氣相色譜-高分辨質譜（LLE-GC-HRMS）聯(lián)用方法相符。PREBIHALO等[46]以全二維氣相色譜為基礎開發(fā)了一種能夠快速識別廢水中新出現(xiàn)的污染物的分析方法，分析出來自賓夕法尼亞州立大學農業(yè)領域的廢水以及土壤樣品中存在鹵代苯并三唑，并且其可能降解成苯酚，這是一種對人類有很大傷害的污染物。DAN 等[47]開發(fā)了用于同時定量分析PCBs 和PCNs 的同位素稀釋-全二維氣相色譜-高分辨飛行時間質譜法，該方法理想地分析了18 種PCBs 和16 種PCNs，實現(xiàn)了目標物的完全分離，并且還在3 種魚類中檢測到了目標物以外的多環(huán)芳烴（PAHs）和OCPs 等污染物。該方法用作各種環(huán)境基質中痕量環(huán)境污染物常規(guī)分析，可提高分析結果的準確性。

5 全二維氣相色譜技術在香精香料分析中的應用

香精香料是從帶香物質中提取或人工合成的致香物質的總稱[48]，其所含成分越來越復雜，但現(xiàn)在對香精香料的質量控制方法多不能準確反映其內在質量，并且不能對其進行準確的定性定量分析，故需要運用更精確的方法對其進行分離分析。

周圍等[49]運用全二維氣相色譜-質譜聯(lián)用技術成功分離復雜天然產(chǎn)物玫瑰精油，并確證了其中的色譜峰共流出物，且重復性較好。王輝等[50]采用全二維氣相色譜-質譜法對國產(chǎn)品種豐花玫瑰精油分離分析其成分，共定性分析出328 種化合物，這些成分在二維色譜圖上按族排列分離，在整個二維平面上呈現(xiàn)瓦片型規(guī)律分布，在二維平面上的顯示相比一維更加直觀形象。姚林江等[51]比較了1DGC-TOFMS 和全二維氣相色譜-TOFMS 兩種方法對香水組成的分析結果，對于同一香水樣品，1DGC-TOFMS 只鑒定出樣品中匹配度大于750 的共172 種化合物，而全二維氣相色譜-TOFMS 定性出匹配度大于750 的共722 種化合物。吳晶晶等[52]采用全二維氣相色譜-TOFMS 分析了廣西八角茴香油揮發(fā)性成分，結果顯示，利用二維色譜分離出利用GC-MS 法無法分離的1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)-苯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇、苯甲酸甲酯，1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯和大茴香醛等成分，顯示出全二維氣相色譜強大的分離分析能力。谷風林等[53]利用固相微萃?。⊿PME）法結合全二維氣相色譜-TOFMS 對蘭香草進行定性分析。共鑒定出香草蘭中181 種揮發(fā)、半揮發(fā)性成分，而以前采用氣相色譜聯(lián)合嗅覺測量法最多只檢出96 種香氣成分。李智宇等[54]建立了香紫蘇油的全二維氣相色譜-TOFMS 指紋圖譜，并且定性了183 個物質，其中正構烷烴、芳香環(huán)物質和非芳香環(huán)物質在DB-Petro×DB-17ht 柱上實現(xiàn)了明顯的族組分分離。張喆等[55]采用固相微萃取結合全二維氣相色譜-TOFMS 分析了肉味香精揮發(fā)性風味成分，共鑒定出167 種化合物，并找出形成肉味的主要成分為醛類、雜環(huán)類物質及含硫化合物。該方法明確了肉味香精的風味組成和特征性風味成分，不僅為其質量控制提供了信息，也對同類產(chǎn)品的揮發(fā)性成分的研究、品質及安全性評價等提供了研究方法和科學依據(jù)。

6 全二維氣相色譜技術在中藥揮發(fā)油分析中的應用

我國是中藥大國，中藥資源十分豐富。揮發(fā)油在中藥中分布廣泛，尤其見于解表藥、活血藥、行氣藥及化濕藥等藥材中，為中藥含有的一類重要有效成分[56]。中藥屬于天然產(chǎn)物，成分十分復雜，還會多種中藥配伍使用，因此中藥及其復方的成分分析技術難度較大，需要借助有效的手段。隨著中藥的發(fā)展，1DGC 難以完全分離復雜中藥的揮發(fā)油成分，色譜峰重疊嚴重，而全二維氣相色譜的分離分析更具優(yōu)勢。

武建芳課題組用全二維氣相色譜-TOFMS 分析連翹揮發(fā)油的化學成分組成[57]，鑒定出匹配度大于800 的組分有220 種，其中醇類46 種、酮類41 種、醛類19 種、醚類13 種、酸類和酯類29 種、烴類43種、含雜原子的物質29 種，其中以含氮的雜原子為主，并且其中的66 種成分體積分數(shù)大于0.02%。隨后還建立了分析中藥莪術揮發(fā)油組成的全二維氣相色譜-TOFMS 方法[58]，實現(xiàn)了莪術揮發(fā)油的單個組分與族組分分析。鑒定出匹配度大于800 的組分有249 種，其中單萜18 種、倍半萜35 種、單萜含氧衍生物34 種、倍半萜含氧衍生物37 種，其中體積分數(shù)大于0.02%的組分有69 種。王楠等[59]采用全二維氣相色譜-TOFMS 對川芎揮發(fā)油進行分析，并結合聚類分析評價了川芎藥材的質量，結合偏最小二乘法判別分析，很好地將4 個產(chǎn)區(qū)的揮發(fā)油樣品進行了區(qū)分，發(fā)現(xiàn)苯酞類物質（如藁本內酯、川芎內酯A 和新蛇床內酯）對川芎揮發(fā)油樣品地區(qū)差異的影響最大。鄒西梅等[60]應用全二維氣相色譜-TOFMS分析廣藿香浸膏的揮發(fā)性有機物，分析得到匹配度大于750 的組分有323 個，其中酮類67 個、醛類17個、醇類52 個、酸類37 個、烯類40 個、酯類34 個、烷類36 個、其它類40 個。有69 個組分相對含量大于0.1%。毛寒冰等[61]采用全二維氣相色譜法對魚腥草揮發(fā)油的化學成分進行分析，得到匹配度大于800 的組分有274 種，其中角鯊烯、亞油酸、細辛腦和對傘花烴等物質未見文獻報道過，而這些物質都具有不同的藥理作用，其原因可能是以前的1DGC分離度不高，使這幾個成分在色譜圖中發(fā)生重疊而未被檢出。這充分說明了全二維氣相色譜對中藥復雜成分分離分析的優(yōu)勢。DIMANDJA 等[62]用全二維氣相色譜-FID 對薄荷油和荷蘭薄荷油進行分析，結果顯示用全二維氣相色譜-FID 鑒定出峰的數(shù)量遠遠多于GC-MS 法。并且發(fā)現(xiàn)，香芹酮、薄荷醇和檸檬烯為荷蘭薄荷油的主要成分，而薄荷醇、薄荷酮則為薄荷油的主要成分，以此證實了全二維氣相色譜分析復雜成分樣品的優(yōu)越性。殷瑋等[63]采用全二維氣相色譜-TOFMS 對止咳川貝枇杷滴丸中的揮發(fā)性成分進行定性定量分析，共確定了其中的74個成分，比起前期采用GC-MS 法多解析47 種成分，三維峰面積計算也更精準，鑒定成分由占揮發(fā)油總面積的63%提高為90%。

王新宏課題組[64]首次將全二維氣相色譜-MS用于三個不同種類（茅蒼術、北蒼術和關蒼術）的蒼術揮發(fā)油的研究，通過優(yōu)化色譜條件，鑒定出匹配度大于800 的組分有119 種，而過去主要采用GC-MS法分析，鑒定組分在100 種之內。結果顯示，用全二維氣相色譜鑒定出峰的數(shù)量遠遠多于1DGC-MS法，也進一步說明了全二維氣相色譜具有更高的分辨率及靈敏度。在此基礎上，該課題組將全二維氣相色譜-MS 與化學計量學方法相結合，對33 批蒼術藥材的分析數(shù)據(jù)進行主成分分析，獲得了較好的聚類結果，其分類結果與實際情況一致，并找到了10 個對聚類分析影響最為顯著的的化合物。采用全二維氣相色譜使得峰容量增大，可分析數(shù)據(jù)更加全面，分析結果也更加準確。

以上研究表明，全二維氣相色譜在藥物分析領域發(fā)揮強大的作用，有助于全面控制中藥質量。

7 全二維氣相色譜技術在代謝組學中的應用

隨著全二維氣相色譜技術的逐漸成熟，該技術還開始應用于新興的代謝組學領域。代謝組學是20 世紀90 年代中期發(fā)展起來的一門新興學科，通過在體外因素作用下，對生物體內代謝物的變化進行定量分析，尋找代謝物類型和數(shù)量變化與生理及病理變化的相互關系和動態(tài)規(guī)律。目前，代謝組學已經(jīng)廣泛地應用到了包括藥物研發(fā)、分子生理學、分子病理學、基因功能組學、營養(yǎng)學、環(huán)境科學等重要領域，也是疾病診斷、治療和預測的重要手段。代謝組學力求分析生物體系中所有代謝產(chǎn)物，常用的分析技術為GC-MS 法、LC-MS 法和NMR法。一些主要從事重要復雜樣品分析的研究機構開始進行代謝組學的創(chuàng)新性研究，建立全二維氣相色譜-TOFMS 的代謝組學平臺?；诙嗑S色譜-質譜的聯(lián)用技術，對復雜代謝產(chǎn)物實現(xiàn)高靈敏度、高分辨的數(shù)據(jù)采集，并開發(fā)其配套的數(shù)據(jù)處理軟件，建立高通量的代謝組學分析平臺，并將這些平臺應用于疾病、藥物、植物和微生物次生代謝產(chǎn)物的研究及其生化代謝網(wǎng)絡的構建，這為分析復雜生物基質中的代謝物提供了強有力的支持。比如WINNIKE 等[65]比較了GC-MS 法和全二維氣相色譜-質譜技術發(fā)現(xiàn)代謝產(chǎn)物的生物標志物的性能，共分析了來自109 個人血清樣品的代謝產(chǎn)物提取物，實驗數(shù)據(jù)顯示，采用全二維氣相色譜-MS 法檢測到的峰數(shù)量在信噪比不小于50 時是GC-MS 法的3 倍，并且全二維氣相色譜-MS 數(shù)據(jù)中有34 種代謝產(chǎn)物在統(tǒng)計學上有顯著差異，數(shù)量多于GC-MS 數(shù)據(jù)。這也顯示出了1DGC 的色譜峰分辨率有限，不能完全對復雜物質中成分進行定性定量。PAYEUR 等[66]開發(fā)了測定培養(yǎng)的哺乳動物中胰島素分泌細胞中脂肪酸的全二維氣相色譜-TOFMS 方法。分析結果顯示樣品中存在30 種可識別的脂肪酸，這個結果比之前在這些細胞中鑒定的脂肪酸的數(shù)量加倍。該方法線性好，同一樣品重復進樣的平均相對標準偏差為8.4%（n=3），對不同樣品的重復分析，平均相對標準偏差為12.4%（n=4）。該方法可用于證明葡萄糖濃度對細胞中脂肪酸含量的變化影響。

8 結論

綜上所述，全二維氣相色譜已被運用到各個領域，大幅提高了復雜化學成分的分離分析效果。

在已有的研究中發(fā)現(xiàn)，越來越多的研究者以全二維氣相色譜技術為基礎，結合更高效的提取方法[固相萃?。⊿PE）、加速溶劑萃取（ASE）等]對復雜物質揮發(fā)油進行提取，連接各種檢測器，如火焰離子檢測器、四級桿單桿質譜檢測器、三重四級桿質譜檢測器及飛行時間質譜檢測器等對復雜化學成分進行定性定量研究。全二維氣相色譜實現(xiàn)高分離度的核心是調制技術，目前調制技術有熱調制和流速調制兩種模式，相對傳統(tǒng)氣相色譜技術，最大的突破就是將兩根不同長度的氣相色譜柱通過一個環(huán)形調制器串聯(lián)起來，基于調制器技術使得檢測靈敏度大幅提高。追求更先進的調制技術可以獲得更多的數(shù)據(jù)點，結合更高的掃描速率及分辨率可提高離子利用率及檢測質量的精確度，進而保證色譜峰的純度。

全二維氣相色譜分析常常會獲得幾千個化合物的色譜圖，這就需要更完善的數(shù)據(jù)分析軟件支持，軟件可以幫助快速、自動化地解析每一種化合物。如果將全二維氣相色譜生成的大量數(shù)據(jù)與各種化學計量學方法、能提供結構信息的其它檢測技術聯(lián)用，其必將發(fā)揮更加強大的作用。

隨著研究的進一步深入，全二維氣相色譜技術不斷完善并日趨成熟，朝著更高靈敏度和更加方便快捷的方向發(fā)展，而與其匹配的計算機軟件也應不斷完善。可以預見，未來該技術的研究必會深入到更多的領域，解決可能遇到的分析難題，在分析領域發(fā)揮舉足輕重的作用。