联用分析技术在农业领域的应用

仪器分析领域具备两个发展方向：一方面，为了应对海量样本的分析任务，必须发展快速分析方法，如免疫分析技术等；另一方面，对现代仪器分析技术的需求也越来越大。合二为一，就是追求更为先进的分析平台，以满足高检测灵敏度和对复杂样品成分进行全分析的需求。

传统的仪器分析技术，如气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）、质谱（MS）、核磁共振波谱（NMR）、光谱、电镜等分析技术虽然在仪器结构及分析原理方面取得了很大进展，但并不能完美地解决上述问题。随着分离科学与技术的发展，不同仪器分析技术的联用已成为一个必然趋势。从理论上考虑，为了尽可能发挥不同分析系统的效能，必须按照仪器结构及分析原理来恰当地进行设计，如色谱-质谱、色谱-光谱、色谱-核磁共振波谱、色谱-色谱及光镜-电镜等联用技术，使快速定性定量分析及复杂样品全分析的进行有望实现。

与传统的分析技术相比，联用技术具有更为强大的分析功能，如色谱-光谱联用技术将分离技术与结构鉴定技术完美结合，可同时完成样品中不同成分的分离及定性定量分析；色谱-质谱联用技术通过测定待测组分的分子离子峰及碎片峰，可以排除基质或杂质成分对待测组分的干扰，提高微量或痕量组分定性的准确性，在农药残留、兽药残留、天然药物活性成分及组学分析中得到了广泛应用；在色谱-色谱联用技术中，将两种相同或不同的色谱分离方法进行联用，采用不同的机理进行分离，可以提高峰容量，扩大样品的分离空间，使复杂样品中的更多组分得以完全分离，避免谱峰重叠现象，从而提高不同组分定性及定量分析的准确性，为复杂样品的全分析提供了可能，目前已广泛应用于天然药物活性成分、环境污染物残留及蛋白质组学分析中；色谱-核磁共振波谱联用技术在生物来源样品分析中具有独特优势，核磁共振波谱分析技术不需要过于复杂的样品处理步骤，线性范围宽，不需标准物质即可对待测组分进行结构鉴定，适于不稳定化合物的快速分析，其*的优势是非破坏性分析方法，与色谱方法联用可分离分析基质成分十分复杂的生物样品，是目前代谢组学分析中*常用的分析手段之一；光镜-电镜联用技术通过光镜定位，然后以电镜技术进行图像检测，可以实现形态分析或成分分析，在生物样品表面形貌及细胞内容物定位研究方面具有很大优势。

尽管上述联用技术具有传统仪器分析技术不可比拟的优点，但每种联用技术也有其不足之处，在实际应用中需要应用几种联用技术同时提供不同的分析数据，相互补充，从而实现复杂样品中待测组分的准确定性及定量分析，以及未知样品的全分析。

近年来，联用技术发挥了越来越重要的作用，在农业领域的应用也得到了广泛关注。本书可为对联用技术感兴趣的广大读者提供有关色谱-质谱、色谱-光谱、色谱-色谱、色谱-核磁共振波谱及光镜-电镜等联用技术的基本原理、仪器结构及应用等方面的知识。随着联用技术的快速发展，联用技术的接口技术及仪器结构方面已经趋于成熟，书中内容只是涉及了一些发展较为成熟的方面，并没有对联用技术做一个全面的回顾，因此也并未对所有领域都进行详尽阐述，读者如有更深层次的需求，可继续进行挖掘。

本书由沈阳农业大学从事分析化学研究工作的同志编写，*章和第五章由田宏哲编写，第二章由赵瑛博编写，第三章由胡睿编写，第四章由王远鹏编写，第六章由王蒴编写，许春琦、付浩亮、徐成浩及张俊参与书稿编写及整理工作，田宏哲承担全书的统稿和定稿工作。

由于编者的水平有限，书中的疏漏和不足之处在所难免，如果能够传达了联用技术十分之一的精髓和本质，就已满足，同时欢迎广大读者提出建议和意见，以便今后改正。

编者

2020年6月

本书结合当前分析技术的发展前沿，系统介绍了色谱-质谱联用技术、色谱-光谱联用技术、色谱-核磁共振波谱联用技术、色谱-色谱联用技术及光电关联成像联用技术等几种联用分析技术的基本原理、仪器结构，及其应用于农药残留、兽药残留、农用抗生素、有机金属化合物、生物毒素、天然产物活性成分分析、蛋白质组学及代谢组学等研究中的*进展。

本书可供分析工作者及技术开发人员参考，也可作为高等院校农林、化学、食品、环境、医药等专业的教材使用。

第1章联用分析技术概论001

1.1概述001

1.2联用分析技术特点及发展概况001

1.3联用分析技术在分析科学领域的优势003

1.3.1新技术的应用及其优势003

1.3.2联用分析技术在代谢组学研究中的优势004

参考文献005

第2章色谱-质谱联用技术006

2.1质谱法的基本原理与质谱仪006

2.1.1质谱法的原理006

2.1.2质谱仪009

2.2色谱-质谱联用技术概述024

2.2.1色谱-质谱联用仪的质谱数据采集025

2.2.2气相色谱-质谱联用026

2.2.3液相色谱-质谱联用028

2.3色谱-质谱联用技术的应用031

2.3.1核酸的质谱分析031

2.3.2多肽和蛋白质的分析036

2.3.3色谱-质谱联用技术在代谢组学研究中的应用044

2.3.4色谱-质谱联用法在农产品农兽药残留检测中的应用051

参考文献055

第3章色谱-光谱联用技术061

3.1气相色谱-傅里叶变换红外光谱联用技术061

3.1.1概述062

3.1.2气相色谱-傅里叶变换红外光谱仪063

3.1.3联用模式065

3.1.4数据采集、处理及应用067

3.1.5应用研究070

3.2气相色谱-原子吸收光谱联用技术076

3.2.1概述077

3.2.2气相色谱-原子吸收光谱联用仪078

3.2.3联用类型080

3.2.4应用研究081

3.3 液相色谱-原子荧光光谱联用技术088

3.3.1概述088

3.3.2高效液相色谱-原子荧光光谱联用仪091

3.3.3 联用模式092

3.3.4 应用研究094

参考文献101

第4章色谱-核磁共振波谱联用技术104

4.1核磁共振简介104

4.1.1核磁共振基本原理104

4.1.2核磁共振波谱仪107

4.2色谱-核磁共振波谱联用111

4.2.1液相色谱-核磁共振波谱（HPLC-NMR）联用技术111

4.2.2液相色谱-核磁共振波谱-质谱（HPLC-NMR-MS）联用技术116

4.3色谱-核磁共振波谱联用技术的应用118

4.3.1液相色谱-核磁共振波谱（HPLC-NMR）联用技术的应用118

4.3.2液相色谱-核磁共振波谱-质谱（HPLC-NMR-MS）联用技术的应用122

参考文献123

第5章色谱-色谱联用技术126

5.1二维液相色谱联用技术126

5.1.1概述126

5.1.2二维液相色谱联用原理127

5.1.3理论研究129

5.1.4二维液相色谱的联用模式及检测方法133

5.1.5其他技术在二维液相色谱联用中的应用140

5.1.6选择二维液相色谱或一维液相色谱分离模式的原则146

5.1.7二维液相色谱的发展趋势146

5.1.8二维液相色谱的应用147

5.2二维气相色谱联用技术161

5.2.1概述161

5.2.2基本原理161

5.2.3二维气相色谱联用模式162

5.2.4仪器装置163

5.2.5二维气相色谱联用技术的优化166

5.2.6数据分析168

5.2.7新技术在二维气相色谱中的应用169

5.2.8二维气相色谱联用技术存在的问题170

5.2.9二维气相色谱的应用170

5.3液相色谱-气相色谱联用技术177

5.3.1概述177

5.3.2接口技术177

5.3.3展望180

5.3.4液相色谱-气相色谱联用技术的应用180

5.4二维薄层色谱联用技术182

5.4.1二维薄层色谱联用技术原理182

5.4.2二维薄层色谱的*进展183

5.4.3薄层色谱与其他色谱法联用183

5.4.4现有问题184

5.4.5展望184

5.4.6二维薄层色谱的应用184

参考文献186

第6章生物样品的光电关联成像技术202

6.1电子显微镜技术简介203

6.1.1电子显微镜的产生203

6.1.2电子显微镜的成像原理204

6.1.3电子显微镜的结构204

6.1.4电镜生物样品制备技术207

6.2激光扫描共聚焦显微镜技术209

6.2.1激光扫描共聚焦显微镜的成像210

6.2.2激光扫描共聚焦显微镜的结构211

6.2.3激光扫描共聚焦显微镜的样品制备技术212

6.3光电关联技术213

6.3.1光电关联技术的发展214

6.3.2光电关联技术样品制备214

6.3.3光电关联技术的展望223

6.4荧光显微镜-透射电镜关联技术的应用224

6.4.1利用集成式光电关联系统的应用研究224

6.4.2组合式光电关联系统在遗传标签miniSOG的构建与研究中的应用226

6.5荧光显微镜-扫描电镜关联技术的应用227

6.5.1利用集成式光电关联系统的应用研究228

6.5.2组合式光电关联技术在细胞外囊泡观察研究中的应用229

参考文献231

1.本书系统介绍了色谱-质谱联用技术、色谱-光谱联用技术、色谱-核磁共振波谱联用技术、色谱-色谱联用技术及光电关联成像联用技术等几大联用分析技术的研究进展，可满足从事联用分析技术的研究及应用工作者的需求，填补市面相关图书空白；2.围绕几大联用分析技术，介绍了基本原理、仪器结构，及其应用于农药残留、兽药残留、农用抗生素、有机金属化合物、生物毒素、天然产物活性成分分析、蛋白质组学及代谢组学等研究中的新进展，数据翔实，素材新颖。