复杂样品的分离分析
互联网
3483
引言：
随着现代科学技术的进步，尤其是分子生物学和计算机的推动，当前分析科学取得长足的进步，各种新的分析 仪器 和方法无论在适用性和灵敏度方面都有很大的发展．过去需要几年才能测定的蛋白质结构，现在几个小时就可以迅速测定，人类基因图谱的完全测定曙光已在眼前。采用高效毛细管色谱(包括毛细管电泳)很快分离上百个成分已不是困难的事，色谱和各种结构测定手段的在线联用，使得无论对已知化合物的在线监测，还是对未知混合物的分析能力都大为增强。目前分析化学正在生命科学、环境科学、材料科学、药物学等前沿领域发挥极大的推动作用．但是随着这些学科的不断发展，分析样品正变得越来越复杂。分析任务也变得越来越艰巨．进入21世纪，人们将逐渐告别单一组成的分析，越来越多地面临复杂样品的分离分析，组成一结构一功能将是人们关心的焦点，复杂样品将是摆在人们面前的分析难题．
一．复杂样品分析的基本思路
复杂样品是指组分种类多、含量差别大、已知信息少．几乎为一黑箱的复杂混合物。这样的样品在生物、环境、材料中占大多数．例如中药提取物或环境污染物．来源于自然界，常常含有从无机到有机、从离子性、强极性到非极性、从小分子到大分子、从位置异构体到对映体、从常量到痕量的上百种成分，而且这些成分大都是未知的．即使是曾被发现的成分，也很难获得纯品或对照品，与大量未知物混于一体，无异于未知化食物。
复杂样品的分析，首先需要弄清组成这一样品体系的各种组成及其比例关系，了解组成这一体系的基本组分分布，在此基础上，还需对每一组成进行详细了解，如结构确定，为最终阐明组成一结构一功能提供依据(或根据组成一功能关系．先确定有效组成，再确定这些有效组成的结构)．因此，对复杂样品的分离分析，可按三个层次进行研究：(1)利用高效色谱进行复杂混合物的系统分离分析，获得基本组成色谱峰及其比例关系：(2)混合物组成成分的结构鉴定，这包括离线各种光谱、质谱的综合鉴定及色谱和各种技术的在线联用，尤其是联用技术不仅可以进行快速签定，而且由于减少了处理步骤，避免了处理过程造成的组分损失，因此具有更高的定量可靠性，对含量少的组分也可以进行定性(这些含量少的组分是比较难于得到纯品的)；(3)尽管高效色谱和各种光谱、质谱的联用技术可以极大地促进复杂混合物的分析，但应该看到联用技术—般要求色谱能分离获得纯色谱峰，才能较好地获得其光谱、质谱，进行较好的分析．由于样品组分复杂，在实际分离中即使采用多柱系统在最优化条件下，仍会有大量的不同程度重叠峰，因此，利用先进的算法和计算机，结合色谱和各种光谱、质谱规律，进行多维分析信号与信息的综合处理，解决重叠峰的解析和定性、定量，最终完成复杂样品的分析任务．
二．复杂样品组成的多模式多柱色谱及联用技术的综合分离分析
对于复杂样品的分析，尽管现代高效色谱拄具有很高的柱效，借助于计算机模拟、优化可获得极佳的分离效果，但由于样品几乎包含各类化合物——离子性、强极性、中等极性、弱极性、对映体、挥发油类、大分子、金属离子和微量元素等，解决此类复杂体系的分离分析，仍需要发展智能多模式多柱系统(1MMlCC)以及色谱与其它技术的联用．这是因为对于不同的色谱模式．各有其内在的优点，它们各自都有解决特定分离问题的优势．因此利用不同色谱模式、不同柱子的特性和优势，取长补短，可以利用不同柱子对样品组分的选择性、互补性来达到单模式、单柱子色谱系统所不能解决的分离问题 智能多模式多柱系统及其联用技术包括高效液相色谱(服LC)、气相色谱(GC)、毛细管电泳(CE)和各种联用技术等众多于段，它利用计算机技术并结合了色谱专家的知识和经验，是智能的、统一的分析方法．
1 对一些极性有机溶剂提取物可以综合考虑不同液相色谱方法进行分离分析 通常对于未知复杂混合物的分析，首先采用合适的溶剂进行溶解或提取其中成分进行分离分析研究．根据样品不同性质可以来用不同极性的溶剂进行溶解和多步提取，获得其一种或多种样品成分 对于所获得的组分，应尽量进行简单的处理，减少成分损失．利用简单浓缩，然后过滤宣接利用色谱进行分离分析，充分发展色谱方法，进行复杂混合物的分离分析不失为一种高效的方法．对于未知的复杂样品提取物，可以根据提取溶剂进行方法的初步发展．对于极性溶剂提取物一般可以利用目前应用比较成熟的反相液相色谱进行分离．柱子选择以Cls柱为主，根据分离情况可以进行不同C 18 柱及C 8 柱及苯基拄组成多柱系统进行互补分离．一般Q s填料装填好，技效高，适用性广，与其它填料相比，Qs填料对各类样品均有较强的适应能力，因此可以以q8柱作为第一柱．从色谱填料的发展来看，采用少含金属离子高纯硅胶基质作原料，键合相均匀，封尾好，残余硅经基少，碳含量高(＞16％)是目前校子发展的主要方向．另外，细管径、细粒径填料(如3仰)可以获得更高的拄效，具有更强的分离能力，这些都十分有利于复杂样品的分离分析．在柱子确定之后，流动相的选择是影响分离的最为重要的因素，流动相选择的目的是使所有组分流得出、分得开、分析时间最短．甲醇冰体系以其选择性好．价格便宜，应用最为广泛，可以作为未知化合物分离时选择流动相的第一选择．除此之外，可以选择乙腊休、四氢映喃冰进行互补分离，并可采用异丙醇／P醇分离部分强保留成分，所有这些流动相可以组成多二元流动相进行互补分离
随着现代科学技术的进步，尤其是分子生物学和计算机的推动，当前分析科学取得长足的进步，各种新的分析 仪器 和方法无论在适用性和灵敏度方面都有很大的发展．过去需要几年才能测定的蛋白质结构，现在几个小时就可以迅速测定，人类基因图谱的完全测定曙光已在眼前。采用高效毛细管色谱(包括毛细管电泳)很快分离上百个成分已不是困难的事，色谱和各种结构测定手段的在线联用，使得无论对已知化合物的在线监测，还是对未知混合物的分析能力都大为增强。目前分析化学正在生命科学、环境科学、材料科学、药物学等前沿领域发挥极大的推动作用．但是随着这些学科的不断发展，分析样品正变得越来越复杂。分析任务也变得越来越艰巨．进入21世纪，人们将逐渐告别单一组成的分析，越来越多地面临复杂样品的分离分析，组成一结构一功能将是人们关心的焦点，复杂样品将是摆在人们面前的分析难题．
一．复杂样品分析的基本思路
复杂样品是指组分种类多、含量差别大、已知信息少．几乎为一黑箱的复杂混合物。这样的样品在生物、环境、材料中占大多数．例如中药提取物或环境污染物．来源于自然界，常常含有从无机到有机、从离子性、强极性到非极性、从小分子到大分子、从位置异构体到对映体、从常量到痕量的上百种成分，而且这些成分大都是未知的．即使是曾被发现的成分，也很难获得纯品或对照品，与大量未知物混于一体，无异于未知化食物。
复杂样品的分析，首先需要弄清组成这一样品体系的各种组成及其比例关系，了解组成这一体系的基本组分分布，在此基础上，还需对每一组成进行详细了解，如结构确定，为最终阐明组成一结构一功能提供依据(或根据组成一功能关系．先确定有效组成，再确定这些有效组成的结构)．因此，对复杂样品的分离分析，可按三个层次进行研究：(1)利用高效色谱进行复杂混合物的系统分离分析，获得基本组成色谱峰及其比例关系：(2)混合物组成成分的结构鉴定，这包括离线各种光谱、质谱的综合鉴定及色谱和各种技术的在线联用，尤其是联用技术不仅可以进行快速签定，而且由于减少了处理步骤，避免了处理过程造成的组分损失，因此具有更高的定量可靠性，对含量少的组分也可以进行定性(这些含量少的组分是比较难于得到纯品的)；(3)尽管高效色谱和各种光谱、质谱的联用技术可以极大地促进复杂混合物的分析，但应该看到联用技术—般要求色谱能分离获得纯色谱峰，才能较好地获得其光谱、质谱，进行较好的分析．由于样品组分复杂，在实际分离中即使采用多柱系统在最优化条件下，仍会有大量的不同程度重叠峰，因此，利用先进的算法和计算机，结合色谱和各种光谱、质谱规律，进行多维分析信号与信息的综合处理，解决重叠峰的解析和定性、定量，最终完成复杂样品的分析任务．
二．复杂样品组成的多模式多柱色谱及联用技术的综合分离分析
对于复杂样品的分析，尽管现代高效色谱拄具有很高的柱效，借助于计算机模拟、优化可获得极佳的分离效果，但由于样品几乎包含各类化合物——离子性、强极性、中等极性、弱极性、对映体、挥发油类、大分子、金属离子和微量元素等，解决此类复杂体系的分离分析，仍需要发展智能多模式多柱系统(1MMlCC)以及色谱与其它技术的联用．这是因为对于不同的色谱模式．各有其内在的优点，它们各自都有解决特定分离问题的优势．因此利用不同色谱模式、不同柱子的特性和优势，取长补短，可以利用不同柱子对样品组分的选择性、互补性来达到单模式、单柱子色谱系统所不能解决的分离问题 智能多模式多柱系统及其联用技术包括高效液相色谱(服LC)、气相色谱(GC)、毛细管电泳(CE)和各种联用技术等众多于段，它利用计算机技术并结合了色谱专家的知识和经验，是智能的、统一的分析方法．
1 对一些极性有机溶剂提取物可以综合考虑不同液相色谱方法进行分离分析 通常对于未知复杂混合物的分析，首先采用合适的溶剂进行溶解或提取其中成分进行分离分析研究．根据样品不同性质可以来用不同极性的溶剂进行溶解和多步提取，获得其一种或多种样品成分 对于所获得的组分，应尽量进行简单的处理，减少成分损失．利用简单浓缩，然后过滤宣接利用色谱进行分离分析，充分发展色谱方法，进行复杂混合物的分离分析不失为一种高效的方法．对于未知的复杂样品提取物，可以根据提取溶剂进行方法的初步发展．对于极性溶剂提取物一般可以利用目前应用比较成熟的反相液相色谱进行分离．柱子选择以Cls柱为主，根据分离情况可以进行不同C 18 柱及C 8 柱及苯基拄组成多柱系统进行互补分离．一般Q s填料装填好，技效高，适用性广，与其它填料相比，Qs填料对各类样品均有较强的适应能力，因此可以以q8柱作为第一柱．从色谱填料的发展来看，采用少含金属离子高纯硅胶基质作原料，键合相均匀，封尾好，残余硅经基少，碳含量高(＞16％)是目前校子发展的主要方向．另外，细管径、细粒径填料(如3仰)可以获得更高的拄效，具有更强的分离能力，这些都十分有利于复杂样品的分离分析．在柱子确定之后，流动相的选择是影响分离的最为重要的因素，流动相选择的目的是使所有组分流得出、分得开、分析时间最短．甲醇冰体系以其选择性好．价格便宜，应用最为广泛，可以作为未知化合物分离时选择流动相的第一选择．除此之外，可以选择乙腊休、四氢映喃冰进行互补分离，并可采用异丙醇／P醇分离部分强保留成分，所有这些流动相可以组成多二元流动相进行互补分离
