伴随人民生活水平的提高，食品的种类也愈加丰富，随之也出现各种各样的食品质量问题。例如，食品添加剂超限度使用、食品中微生物感染、食品中营养含量不达标、食品包装生产日期与保质期管理不规范、食品名称与真实属性不符等等[1]。这不仅威胁着人民生命健康，还扰乱了食品市场的良性发展。因此，食品安全问题需要得到高度重视，有关部门也应加强食品安全的规范管理和食品质量的严格检测。液相色谱技术作为食品安全检测领域的常用方法，因准确的检测精度、较高的检测效率和较好的检测效果而被广泛应用。
1 二维液相色谱技术
1.1 二维液相色谱技术与高效液相色谱技术的区别
液相色谱技术是化学分析中常用的一种蛋白质分离和分析的方法[2],高效液相色谱(HPLC)和二维液相色谱(2DLC)是其中两种非常重要的技术。虽然它们都是液相色谱的变体，但它们具有明显的不同之处。
高效液相色谱是一种常用的单向分离技术，它对样品进行一次流动性质的分离。其主要优点是分离速度快、对样品物质的分离效果好、操作简单可靠。 HPLC可以用于分离几乎所有的化学物质，包括无机、有机和生物大分子物质，因此，它具有广泛的应用。
与HPLC不同，2DLC的分离涉及到两个液相系统，它能够达到更好的物质分离效果。在第一种液相色谱分离完成后，样品分为多个部分，然后将它们进行二次分离。在分离的过程中，样品将通过多个液相色谱柱进行分离，最终达到更高的分离效果。2DLC能够对高复杂度样品进行完全分离，对多种化合物的混合物的分离效果非常好。
二维液相色谱与高效液相色谱技术的区别可以总结为三个方面：首先是分离原理不同。HPLC将样品分为单个分离成分，而2DLC则将样品分为多个部分，通过二次分离对多种化合物的混合物进行分离，从而达到更高的分离效果[3]。其次是应用范围不同。HPLC可以分离几乎所有的有机、无机和生物大分子，具有非常广泛的应用，2DLC则在分离高复杂性样品方面表现优异。在分析复杂混合物时，2DLC具有非常重要的作用。最后是原理机理不同。HPLC的分离机理是通过溶剂流动分离样品，2DLC则是通过两个不同的液相色谱柱进行两次分离。
1.2 二维液相色谱技术特征
二维液相色谱(2DLC)是一种高效分离和分析复杂样品的技术，它结合了两列不同特性的液相色谱柱，通过两次分离实现更好的分离效果。二维液相色谱技术有以下技术特征：
1)高分离能力：
2DLC能够在两个维度上实现分离，分别利用两列不同特性的柱进行样品分离；可以提供更高的分离能力，有效地解决复杂样品中的共深度和重叠峰问题。
2)扩展分析能力：
2DLC可以处理多组分和复杂样品。它可以同时分离和检测多种化合物，提供更全面的分析结果。对于具有广泛化学特性的样品，2DLC可以分别利用两个维度上的柱进行选择性分离，从而提高分析的准确性和可靠性[4]。
3)高灵敏度：
由于2DLC的高分离能力和多次分离过程，它可以提高样品的灵敏度。通过减少样品矩阵的干扰和背景信号，2DLC可以更好地检测低浓度的目标化合物。
4)宽线性范围：
2DLC可以处理广泛的样品浓度范围。通过选择合适的柱和优化分析条件，2DLC可以在高浓度和低浓度样品中实现良好的线性响应，从而适应不同浓度范围的分析需求。
5)结合多种检测方法：
2DLC可以与多种检测方法结合使用，如紫外-可见光检测器、荧光检测器、质谱检测器等；可以提供更多的分析信息和更准确的定性定量结果。
6)自动化程度高：
2DLC可以与自动进样器、样品前处理系统等设备结合使用，实现高度的自动化分析；可以提高分析的效率和准确性，并减少操作人员的工作量。
2 二维液相色谱技术在食品安全检测中的应用
2.1 食品营养检测
人们日常所需的营养物质基本都来源于食物，如碳水化合物、蛋白质、维生素、糖类等，所以食品当中的营养物质是否达标对人们来说十分重要。碳水化合物是人体获取能量的主要来源，它们可以分解为葡萄糖，为身体提供燃料，维持正常的生理功能。蛋白质是构成身体组织的基本单位，它们参与细胞的合成、修复和代谢过程。脂类是能量的高效储存形式，也是细胞膜的重要组成成分。维生素是身体正常运作所必需的有机化合物。它们参与多种酶的反应，帮助能量代谢和维持免疫系统。除此之外，食物中还含有许多其他的营养物质，如各种矿物质微量元素、抗氧化剂、多酚类化合物等，它们也对人体健康起着重要的作用。
二维液相色谱(2DLC)技术不仅高效而且精确，用于食品中营养成分的检测非常合适。它结合了两个不同特性的柱，通过多次分离过程，能够克服传统液相色谱分析中的某些限制。通过2DLC技术，可以实现对复杂食品样品的高效分离。传统液相色谱往往难以充分分离这些化合物。2DLC技术通过结合两个不同特性的柱，能够提供更高的分离能力，解决共深度和重叠峰问题，从而提高分析的准确性和可靠性[5]。另外，2DLC技术还可以同时分离和检测多种组分。食品样品中常常存在多组分的混合物，如多种维生素、氨基酸等，传统的液相色谱往往需要多次分析来检测这些组分，耗时且繁琐。而2DLC技术可以同时分离和检测多种组分，提供更全面的分析结果，大大提高了分析的效率。此外，2DLC技术还可以提高对低浓度成分的检测灵敏度。食品样品中有些营养成分的含量很低，如微量元素、植物活性成分等，传统的液相色谱往往无法准确检测这些低浓度成分，因为它们容易被样品矩阵的干扰所掩盖，而2DLC技术通过多次分离过程，可以减少干扰和背景信号，提高对低浓度成分的检测灵敏度。
2.2 食品添加剂检测
食品制作过程中，常常为了改善质地、外观、口感、保鲜性和营养性等特性而添加一些食品添加剂。例如，防腐剂用于延长食品的保质期；抑制微生物的生长和变质；色素用于增加食品的色彩吸引力和识别性；香料用于增加食品的香气和口味；甜味剂用于替代糖分，提供甜味而不增加热量；抗氧化剂可延缓食品中脂肪和油脂的氧化过程，保持食品的新鲜度；增稠剂和稳定剂用于改善食品的质地和稳定性；增味剂用于增强食品的味道和口感，通常用于低盐或低脂食品中；等等。但是由于某些人为因素或出于对成本的控制，食品添加剂的添加量常常不符合规定。过量摄入或长期暴露于某些添加剂，可能对人体健康造成不利影响，如过敏、肠胃不适，甚至致癌。
二维液相色谱技术也被广泛应用于食品添加剂的检测，帮助食品行业监测和控制添加剂的使用，保障食品的安全和质量。在2DLC技术中，首先将待测食品样品通过第一维色谱柱进行分离，然后，经过第一维分离的样品进入一个分流器，并分流到两个不同的路径。其中，一个路径通过一个选择性的分离柱进行第二次分离[6];另一个路径则继续通过一个辅助柱，用来去除来自第一维分离的干扰物质，提高样品的净化程度。最后，两个路径的样品会再次合流，进入检测器进行检测。常用的检测器包括紫外可见吸收检测器、荧光检测器和质谱检测器等。这些检测器能够根据样品的性质，对目标添加剂进行定量分析和鉴定。
2.3 有毒有害物质检测
食品中的有毒有害物质源于人类社会的发展。随着工业化和农业生产的进步，许多化学物质被应用于农药、兽药、食品添加剂等领域。虽然，这些物质在提高农业和食品生产效率方面发挥了重要作用，但不当使用或滥用，可能导致残留物超标，从而对人体健康造成潜在风险。例如，铅、汞等重金属摄入过量时，对人体产生严重的毒副作用；长期摄入低剂量农药残留物，可能对人体造成慢性病毒害。除此之外，食品当中的有毒有害物质还可能导致恶心、呕吐、腹泻，甚至免疫系统紊乱、神经系统损害、癌症等。尤其对于婴幼儿和孕妇来说，食品中的毒有害物质，可能对生长发育和智力发育产生不可逆的影响。因此，必须加强对食品中有毒有害物质的检测。
二维液相色谱技术在食品中毒有害物质的检测中具有许多优势。首先，它能够提高样品的分离能力，使得复杂的食品样品中的毒有害物质能够更好地被分离和检测；其次，2DLC技术能够减少样品的复杂性，提高分析速度和灵敏度，可以检测出微量残留的、不易被发现的毒害物质。此外，它还能够对毒有害物质进行更准确的定量分析和鉴定，为食品安全和质量控制提供可靠的数据支持。
3 二维液相色谱测定豆芽中赤霉素的应用实例
豆芽，也称芽苗菜，是各种谷类、豆类、树类的种子培育出可以食用的“芽菜”。豆芽品种丰富、营养全面，是常见的蔬菜。
因为豆芽对生产环境的要求很低，市场摊贩大多自行培育。为了提高豆芽的产量，缩短培育周期，培育者在培育过程中常违规使用植物生长调节剂。市面上所出售的植物生长调节剂，如“AB粉”“无根剂”等，大多含有赤霉素等国家明确限制使用的化学物质。这类物质可以通过食物链在人体内累积，最终伤害人体健康。
本文以豆芽为实验对象，使用二维液相色谱技术对豆芽中使用植物生长调节剂所含的赤霉素进行检测。
3.1 实验设备
本次检测用到的设备与仪器：ZD-9556型水平摇床(太仓市华利达实验设备有限公司),1-14K型离心机(希格玛实验室离心机公司),JY92-IIN型超声波细胞粉碎机(宁波新芝生物科技股份有限公司),UltiMate 3000型双三元液相色谱仪(美国赛默飞世尔科技公司),Milli-Q Academic超纯水仪(默克密理博Merck Millipore),81-2型恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器有限公司),KQ2200DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),AL104型电子天平(梅特勒托利多仪器(上海)有限公司),PB- 10型pH计(赛多利斯(上海)贸易有限公司),ZB-10 C18(ODS-AP,10×10 mm)(大连依立特分析仪器有限公司),HC-C18SPE型固相萃取小柱(上海安谱科学仪器有限公司),SHZ-D(IⅢ)型循环水式多用真空泵(上海道京仪器有限公司),SENCO R205型旋转蒸发器(上海申生科技有限公司)。
3.2 实验药品与试剂
检测用到的药品与试剂：甲醇(HPLC级),国药集团化学试剂有限公司；乙腈(HPLC级),国药集团化学试剂有限公司；甲酸(分析纯),国药集团化学试剂有限公司；赤霉素(GA,CAS:77-06-5,w>96%),上海泰坦科技股份有限公司。
3.3 实验方法
准确称取一定量的标准品赤霉素(GA),置于 25 mL 容量瓶中，用甲醇(含1%甲酸)溶解并定容。最终配制成标准品混合储备液，质量浓度为 2.0 mg/mL。放置在 4 ℃ 冰箱中保存。
将标准品混合储备液用甲醇(含1%甲酸)按比例进行稀释，配制成混合标准品工作液。赤霉素(GA)混合液的质量浓度为：2.0 mg/mL。将标准溶液经液相色谱分析后，根据所得的色谱峰面积以及对应的混合工作液质量浓度绘制标准出相应的工作曲线。
配置 0.4 mg/mL 赤霉素(GA)混合标准溶液，在波长190～400 nm 范围内进行紫外可见光谱扫描。结果表明，在波长设定在 254 nm 处，赤霉素(GA)有良好吸收，故检测时波长应设置为 254 nm。
3.4 实验结果
二维色谱测定GA的保留时间与峰面积如表1。
在豆芽样品抽样提取过程中，使用10%甲醇淋洗 5 min, 随后使用90%的甲醇进行冲洗，可以观察到目标物质与杂质的分离。实验还发现，二维色谱(2DLC)技术不仅可以实现对粗样品的直接进样，还可以精确控制样品净化过程中被截留的分析物。该实验的表明，豆芽中赤霉素(GA)的添加量为 18 mg/kg。说明使用二维液相色谱技术处理和检测具有较强的抗干扰能力，检测快速简便，结果准确。因此可用于市场上豆芽产品中的赤霉素(GA)等植物生长调节剂的食品安全监控。
4 结语
二维液相色谱检测技术是一种既方便又有效的食品检测方法，它不仅能够检测多种营养物质、有害物质，还可以检测添加剂的含量，且检测结果准确可靠。因此，食品安全检测行业应积极应用液相色谱检测技术。
