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使用安捷伦液相色谱全自动多方法 解决方案**分析 5 种食品添加剂 和 5 种农药残留
本文介绍了安捷伦液相色谱全自动多方法解决方案（下称：全自动多方法方案）在食品添加剂和农药残留等分析中的应用。全自动多方法方案在液相色谱标准模块的基础上，增配溶剂选择阀和色谱柱选择阀，实现多个分析方法的无缝衔接和全自动连续序列运行。全自动多方法方案可以实现仪器 100% 的利用率，减少样品的总分析时间，且在整个分析过程中实现无人值守，分析效率得到显著提高。同时，采用全自动多方法方案进行批次运行，每个分析方法批次运行前后均采用统一的系统平衡与冲洗的方法，可提高分析重现性。
食品安全涉及对禁止或限量添加的食品添加剂、农药残留等进行分析，食品生产企业及相
关检测机构均应建立长效的监管机制。面对大量的分析样品，亟需建立**的分析方案。
常规的逐一运行**标准方法方案，在方法变更时需要手动更换色谱柱和溶剂，如需夜间
或周末更换方法，就需要安排实验人员加班值机，否则仪器待机将处于空闲状态；如果分
析过程中使用了含盐等添加剂的流动相，仪器待机期间则无法进行系统的冲洗，对色谱
柱、管路和液相色谱硬件等都可能会造成危害。
在 2016 年新版食品安全**标准的基础上，本文采用全自动多方法方案，对 5 种食品添 加剂[1-5] 和 5 种农药残留[6-10] 等 10 种分析方法进行自动序列运行。全自动多方法方案是基 于色谱柱和溶剂自动切换的液相色谱系统解决方案，基于 Agilent 1260 Infinity II 和 1290 Infinity II 液相色谱的全自动多方法方案，已用于多种类别样品的分析[11,12]。与传统的单台 仪器逐一运行方案相比，全自动多方法方案自动化程度高，减少了样品分析时间和仪器待 机时间，提高了分析效率。
实验部分
试剂和样品
甲醇、乙腈为色谱纯级，购于 Merck 公司；甲酸、乙酸、乙酸铵 为分析纯，购于 Sigma-Aldrich 公司；实验用水为 Millipore Milli-Q 超纯水系统制备的高纯水；食品添加剂和农药残留标准品（见 表 1 和表 2）购于上海安谱公司。
标准工作溶液配制
对食品添加剂和农药残留标准品工作溶液，按照**标准方 法[1, 2, 4-10] 或行业标准方法[3] 进行配制。
仪器配置
基于 Agilent 1260 Infinity II 液相色谱全自动多方法解决方案，典型 的仪器配置如下：
– 安捷伦液相色谱全自动多方法解决方案（部件号 G2195AA）
– Agilent 1260 Infinity II 四元泵（部件号 G7111B）
– Agilent 1260 Infinity II 多重自动进样器（部件号 G7167A），配样 品冷却装置（部件号 G7167A #100）
– Agilent 1260 Infinity II 柱温箱（部件号 G7116A），内置阀驱（部 件号 G7116A#058），配 4-位置-10-端口色谱柱选择阀（部件 号 G4237A）、毛细管组件（部件号 G4237A#005）、Agilent InfinityLab Quick-Turn 液相色谱接头（部件号 5067-5966）
– Agilent 1260 Infinity II 二极管阵列检测器（部件号 G7117C）
– Agilent 1290 Infinity 外置阀驱（部件号 G1170A），配 12-位置-13- 端口生物惰性溶剂选择阀（部件号 G4235A）
基于 Agilent 1290 Infinity II 液相色谱全自动多方法解决方案，典 型的仪器配置如下：
– 安捷伦液相色谱全自动多方法解决方案（部件号 G2195AA）
– Agilent 1290 Infinity II 四元泵（又称“**泵”）（部件号 G7104A）
– Agilent 1290 Infinity II 多重自动进样器（部件号 G7167B），配样 品冷却装置（部件号 G7167B #100）
– Agilent 1290 Infinity II 柱温箱（部件号 G7116B），内置阀驱 （部件号 G7116B#058），配色谱柱识别标签读卡器（部件号 G7116B#072）、8-位置-18-端口色谱柱选择阀（部件号 G4239C）、 毛细管组件（部件号 G4239C#005）、Agilent InfinityLab QuickConnect 快速连接接头（部件号 5067-5957）
– Agilent 1290 Infinity II 二极管阵列检测器（部件号 G7117B）
– Agilent 1290 Infinity 外置阀驱（部件号 G1170A），配 12-位置-13- 端口生物惰性溶剂选择阀（部件号 G4235A）
软件
Agilent OpenLAB CDS ChemStation C.01.07 SR3 色谱控制软件
溶剂及溶剂选择阀的配置
全自动多方法方案中如果配置 1 个溶剂选择阀，溶剂可从原来 的 4 种扩展至 15 种，如果配置 2 个溶剂选择阀，可扩展至 25 种溶 剂。本文示例的 10 个分析方法使用了 6 种溶剂，分别为：甲醇（通 道 B）、乙腈（通道 C）、纯水（通道 A 和 D1）、0.5% 的乙酸水溶 液（通道 D2）、20 mmol/L 乙酸铵水溶液（通道 D3）、20 mmol/L 乙酸铵并添加 2 mmol/L 甲酸的水溶液（通道 D4）。在仪器配置 的“通道配置”选项，选择溶剂选择阀的接入流路，如 Agilent 1290 Infinity II **泵，选择 D 通道；在“溶剂”选项，编辑溶剂 信息，如溶剂名称、pH 值、摩尔浓度等，并选择溶剂类型；然后 在仪器分析方法的编辑过程中，针对不同的分析方法，即可方便 地选择样品分析及系统清洗所需要的溶剂。
色谱柱及色谱柱选择阀的配置
在全自动多方法方案中，针对不同的分析方法，可能会使用不 同类型或规格尺寸的色谱柱，使用色谱柱选择阀，可自动进行 分析方法中色谱柱的选择与切换。如 8-位置-18-端口色谱柱选 择阀，可同时安装 8 根短柱（柱长 < 100 mm）或 4 根长柱（柱 长 < 300 mm），或短柱与长柱的组合（一根长柱占据两根短柱的 位置，如 6 根短柱 + 1 根长柱，或 4 根短柱 + 2 根长柱，或 2 根 短柱 + 3 根长柱）。本文示例的 10 种方法使用了 3 根色谱柱，分 别为：Agilent Poroshell EC-C18, 2.1 x 50 mm, 1.9 µm（柱 1，部件 号 699675-902），Agilent ZORBAX RRHD, SB-C18, 2.1 x 100 mm, 1.8 µm（柱 2，部件号 858700-902），Agilent ZORBAX RRHD, SB-Aq, 2.1 x 100 mm, 1.8 µm（柱 3，部件号 858700-914）。
液相色谱条件
5 种食品添加剂和 5 种农药残留分析方法中主要的仪器参数分别 如表 1 和表 2 所示，表中分别列出了自动进样器参数、泵阀组合 参数、柱温箱参数和 DAD 检测参数等。
过渡方法的建立
全自动多方法方案的关键技术是实现多个方法的自动序列运行， 不同的分析方法可能会使用不同的溶剂、色谱柱和分析参数，如 流速、梯度程序、柱温、检测波长和进样量等。为实现多个分析 方法的自动切换、无缝衔接，需要编辑过渡方法来进行溶剂与色 谱柱的自动选择与切换、系统的自动平衡与清洗等。 在过渡方法中要实现溶剂置换、系统平衡、清洗和保存等功能， 可借助色谱柱选择阀中“废液”或“旁路”的流路设计，如图 1 所示。在“废液”流路中，溶剂不经过色谱柱和检测器；在“旁 路”流路中，溶剂不经过色谱柱但流经检测器，可根据需要选择 适当的流路实现相应的功能。如用于不同分析方法的转换，设置 溶剂组合比例为 50:50，可采用“废液”的流路快速进行溶剂置 换；若用于含盐溶剂的系统清洗，可采用“废液”或“旁路”的 流路，并选择纯水高流速快速冲洗；对系统或色谱柱的平衡、冲 洗和保存等，可采用色谱柱的流路，选择适当的溶剂进行冲洗， 如在样品分析之前，使用样品分析方法所用的起始比例的溶剂平 衡色谱柱，在样品分析之后，使用纯有机溶剂清洗和保存色谱 柱等。
在 2016 年新版食品安全**标准的基础上，本文采用全自动多方法方案，对 5 种食品添 加剂[1-5] 和 5 种农药残留[6-10] 等 10 种分析方法进行自动序列运行。全自动多方法方案是基 于色谱柱和溶剂自动切换的液相色谱系统解决方案，基于 Agilent 1260 Infinity II 和 1290 Infinity II 液相色谱的全自动多方法方案，已用于多种类别样品的分析[11,12]。与传统的单台 仪器逐一运行方案相比，全自动多方法方案自动化程度高，减少了样品分析时间和仪器待 机时间，提高了分析效率。
实验部分
试剂和样品
甲醇、乙腈为色谱纯级，购于 Merck 公司；甲酸、乙酸、乙酸铵 为分析纯，购于 Sigma-Aldrich 公司；实验用水为 Millipore Milli-Q 超纯水系统制备的高纯水；食品添加剂和农药残留标准品（见 表 1 和表 2）购于上海安谱公司。
标准工作溶液配制
对食品添加剂和农药残留标准品工作溶液，按照**标准方 法[1, 2, 4-10] 或行业标准方法[3] 进行配制。
仪器配置
基于 Agilent 1260 Infinity II 液相色谱全自动多方法解决方案，典型 的仪器配置如下：
– 安捷伦液相色谱全自动多方法解决方案（部件号 G2195AA）
– Agilent 1260 Infinity II 四元泵（部件号 G7111B）
– Agilent 1260 Infinity II 多重自动进样器（部件号 G7167A），配样 品冷却装置（部件号 G7167A #100）
– Agilent 1260 Infinity II 柱温箱（部件号 G7116A），内置阀驱（部 件号 G7116A#058），配 4-位置-10-端口色谱柱选择阀（部件 号 G4237A）、毛细管组件（部件号 G4237A#005）、Agilent InfinityLab Quick-Turn 液相色谱接头（部件号 5067-5966）
– Agilent 1260 Infinity II 二极管阵列检测器（部件号 G7117C）
– Agilent 1290 Infinity 外置阀驱（部件号 G1170A），配 12-位置-13- 端口生物惰性溶剂选择阀（部件号 G4235A）
基于 Agilent 1290 Infinity II 液相色谱全自动多方法解决方案，典 型的仪器配置如下：
– 安捷伦液相色谱全自动多方法解决方案（部件号 G2195AA）
– Agilent 1290 Infinity II 四元泵（又称“**泵”）（部件号 G7104A）
– Agilent 1290 Infinity II 多重自动进样器（部件号 G7167B），配样 品冷却装置（部件号 G7167B #100）
– Agilent 1290 Infinity II 柱温箱（部件号 G7116B），内置阀驱 （部件号 G7116B#058），配色谱柱识别标签读卡器（部件号 G7116B#072）、8-位置-18-端口色谱柱选择阀（部件号 G4239C）、 毛细管组件（部件号 G4239C#005）、Agilent InfinityLab QuickConnect 快速连接接头（部件号 5067-5957）
– Agilent 1290 Infinity II 二极管阵列检测器（部件号 G7117B）
– Agilent 1290 Infinity 外置阀驱（部件号 G1170A），配 12-位置-13- 端口生物惰性溶剂选择阀（部件号 G4235A）
软件
Agilent OpenLAB CDS ChemStation C.01.07 SR3 色谱控制软件
溶剂及溶剂选择阀的配置
全自动多方法方案中如果配置 1 个溶剂选择阀，溶剂可从原来 的 4 种扩展至 15 种，如果配置 2 个溶剂选择阀，可扩展至 25 种溶 剂。本文示例的 10 个分析方法使用了 6 种溶剂，分别为：甲醇（通 道 B）、乙腈（通道 C）、纯水（通道 A 和 D1）、0.5% 的乙酸水溶 液（通道 D2）、20 mmol/L 乙酸铵水溶液（通道 D3）、20 mmol/L 乙酸铵并添加 2 mmol/L 甲酸的水溶液（通道 D4）。在仪器配置 的“通道配置”选项，选择溶剂选择阀的接入流路，如 Agilent 1290 Infinity II **泵，选择 D 通道；在“溶剂”选项，编辑溶剂 信息，如溶剂名称、pH 值、摩尔浓度等，并选择溶剂类型；然后 在仪器分析方法的编辑过程中，针对不同的分析方法，即可方便 地选择样品分析及系统清洗所需要的溶剂。
色谱柱及色谱柱选择阀的配置
在全自动多方法方案中，针对不同的分析方法，可能会使用不 同类型或规格尺寸的色谱柱，使用色谱柱选择阀，可自动进行 分析方法中色谱柱的选择与切换。如 8-位置-18-端口色谱柱选 择阀，可同时安装 8 根短柱（柱长 < 100 mm）或 4 根长柱（柱 长 < 300 mm），或短柱与长柱的组合（一根长柱占据两根短柱的 位置，如 6 根短柱 + 1 根长柱，或 4 根短柱 + 2 根长柱，或 2 根 短柱 + 3 根长柱）。本文示例的 10 种方法使用了 3 根色谱柱，分 别为：Agilent Poroshell EC-C18, 2.1 x 50 mm, 1.9 µm（柱 1，部件 号 699675-902），Agilent ZORBAX RRHD, SB-C18, 2.1 x 100 mm, 1.8 µm（柱 2，部件号 858700-902），Agilent ZORBAX RRHD, SB-Aq, 2.1 x 100 mm, 1.8 µm（柱 3，部件号 858700-914）。
液相色谱条件
5 种食品添加剂和 5 种农药残留分析方法中主要的仪器参数分别 如表 1 和表 2 所示，表中分别列出了自动进样器参数、泵阀组合 参数、柱温箱参数和 DAD 检测参数等。
表 1. 食品添加剂分析的主要仪器参数
表 2. 农药残留分析的主要仪器参数
过渡方法的建立
全自动多方法方案的关键技术是实现多个方法的自动序列运行， 不同的分析方法可能会使用不同的溶剂、色谱柱和分析参数，如 流速、梯度程序、柱温、检测波长和进样量等。为实现多个分析 方法的自动切换、无缝衔接，需要编辑过渡方法来进行溶剂与色 谱柱的自动选择与切换、系统的自动平衡与清洗等。 在过渡方法中要实现溶剂置换、系统平衡、清洗和保存等功能， 可借助色谱柱选择阀中“废液”或“旁路”的流路设计，如图 1 所示。在“废液”流路中，溶剂不经过色谱柱和检测器；在“旁 路”流路中，溶剂不经过色谱柱但流经检测器，可根据需要选择 适当的流路实现相应的功能。如用于不同分析方法的转换，设置 溶剂组合比例为 50:50，可采用“废液”的流路快速进行溶剂置 换；若用于含盐溶剂的系统清洗，可采用“废液”或“旁路”的 流路，并选择纯水高流速快速冲洗；对系统或色谱柱的平衡、冲 洗和保存等，可采用色谱柱的流路，选择适当的溶剂进行冲洗， 如在样品分析之前，使用样品分析方法所用的起始比例的溶剂平 衡色谱柱，在样品分析之后，使用纯有机溶剂清洗和保存色谱 柱等。
序列的建立与运行
分别编辑 10 个分析方法每类样品的序列文件，根据需要设置合适 的样品类型，如标准曲线校正样品、质控样品和未知样品等，并 采用样品分析方法如 SAMPLE ANALYSIS.M。以方法 1 为例，在 样品分析之前插入如 SYSTEM PRERUN.M 的过渡方法，用于溶剂 置换和系统平衡，在样品分析之后插入如 SYSTEM POSTRUN.M 的过渡方法，用于系统清洗和保存，如表 3 所示。
分别编辑 10 个分析方法每类样品的序列文件，根据需要设置合适 的样品类型，如标准曲线校正样品、质控样品和未知样品等，并 采用样品分析方法如 SAMPLE ANALYSIS.M。以方法 1 为例，在 样品分析之前插入如 SYSTEM PRERUN.M 的过渡方法，用于溶剂 置换和系统平衡，在样品分析之后插入如 SYSTEM POSTRUN.M 的过渡方法，用于系统清洗和保存，如表 3 所示。
表 3. 序列文件中序列表的编辑
按照同样的方法分别编辑其它类样品分析的序列文件。在序列
队列运行中依次添加上述多个样品分析的序列文件，如 M1.S、
M2.S，……，并在运行队列的*后一行添加一个关机（待机）的
序列文件，如 SYSTEM SHUTDOWN.S，多方法序列运行之后，
将仪器设置为待机状态，如自动关闭所用灯、泵和柱温箱等。
结果与讨论
分析结果
按照上述方法进行仪器配置、样品分析方法的建立、过渡方法的 建立、序列文件的建立、序列队列的建立和运行等，所得方法 1-10 典型的色谱图如图 2 和图 3 所示。
全自动多方法方案与逐一运行**标准方法方案的比较
使用小粒径填料的色谱柱，可以提高柱效，但也会增大柱压。 Agilent ZORBAX RRHD 粒径 1.8 μm 填料的系列色谱柱，*高耐 压 1200 bar；Agilent Poroshell 粒径 1.9 μm 填料的系列色谱柱， *高耐压 1300 bar。基于 Agilent 1290 Infinity II 液相色谱全自动 多方法方案，系统耐压 1300 bar，满足小粒径填料色谱柱快速高 效的分析需求。以方法 9 为例，在唑螨酯的测定中，**标准方 法 GB 23200.29 使用 C18, 4.6 X 250 mm, 5 μm 的色谱柱，在推 荐的色谱分离条件下，唑螨酯的保留因子 k 约为 2.16；在本文所 述的全自动多方法方案中，使用 Poroshell EC-C18, 2.1 X 50 mm, 1.9 μm 的色谱柱，唑螨酯的保留因子 k 为 5.8。与**标准方法 相比，全自动多方法方案不仅保留因子增大，而且分析时间显著 减少。
以本文示例的 10 种分析方法为例，不考虑样品前处理等，采用单台仪器逐一运行**标准方法方案，对每个方法样品分析前后系统准备 的时间预估为 1.5 h，如更换溶剂、平衡色谱柱、清洗色谱柱等；而采用全自动多方法方案，每个方法所使用的过渡方法时间预估为 0.5-1 h。分别采用逐一运行**标准方法方案和全自动多方法方案运行食品添加剂和农药残留等 10 种分析方法，若每个方法进样 40 针，两种 方案中每个方法的总运行时间如表 4 所示。
在正常的周工作时间，若采用逐一运行**标准方法方案，按照方法 1 至方法 10 的顺序依次运行，仅考虑样品的仪器运行时间，需要 9 天，如表 5 所示。该方案在分析方法变更时，需要手动更换色谱柱、溶剂等；有时候还需要值机，比如在第 9 天，先运行方法 8，需要 等待方法 8 运行结束，更换色谱柱之后才能运行方法 9 和 10。若采用全自动多方法方案，可自动连续序列运行上述 10 种分析方法，实现 仪器 100% 的利用率；在全自动多方法方案运行过程中，无需手动更换色谱柱和溶剂，可实现无人值守。与逐一运行**标准方法方案相 比，全自动多方法方案还能减少仪器在夜间或周末的待机时间，总分析时间由 9 天减少至 2 天，分析效率大大提高。
对不同的样品分析方法，有些方法可能会使用含酸、碱或盐等添 加剂的流动相，如本文示例方法 2、3、4、5、6 和 8，这几个方 法在流动相中添加乙酸或乙酸盐等，用于改善分离。在常规液相 色谱系统中，样品分析之后需要手动更换溶剂，并进行色谱柱和 系统的冲洗。手动操作不仅费时费力，而且在夜间或周末就无法 进行系统的冲洗。比如，使用常规系统按照逐一运行**标准方 法方案依次运行上述 10 种分析方法，在第 4 天运行方法 4，需要 15.5 h；若从上午 9 点开始，运行至凌晨结束，样品分析结束的 时间为夜间，液相色谱系统将保存在含盐流动相体系中，这对色 谱柱、管路和液相色谱硬件都会造成潜在的危害。
常规液相色谱一般配置 4 个溶剂通道，对四元泵，如 Agilent 1290 Infinity II **泵，配置 A、B、C、D 四路溶剂；对二元泵， 如 Agilent 1290 Infinity II 高速泵，配置 A1/A2、B1/B2 四路溶 剂。在逐一运行**标准方法方案中，对使用含添加剂流动相的 分析方法，运行结束后调用通道 A 的纯水，可冲洗系统中混合器 之后的管路及配件；对全自动多方法方案，调用溶剂选择阀扩展 流路中的纯水，如通道 D1 的纯水，可实现系统的**清洗。以 方法 4 为例，该方法水相为含盐溶剂（配置在通道 D4），样品 分析之后，在过渡方法中调用溶剂选择阀通道 D1 的纯水，并采 用“废液”或“旁路”的流路冲洗整个系统，系统冲洗完成后再 切换色谱柱选择阀至色谱柱流路位置，先使用较高比例的纯水冲 洗色谱柱中残留的含盐溶剂，再使用纯有机溶剂对色谱柱进行清 洗和保存。与常规的液相色谱系统清洗方法相比，采用全自动多 方法方案的系统清洗方法，除了可以冲洗系统混合器后的管路及 配件，还可以对溶剂选择阀和混合器之间的管路以及该流路脱气 机内腔进行**清洗，如图 4 所示，全自动多方法方案能自动进 行溶剂置换和系统清洗，实现系统的无盐保存。
全自动多方法方案的重现性
以方法 1 和方法 2 连续 3 个批次的自动序列运行为例，每个样品 重复进样 10 次，考察全自动多方法方案批内及批间的重现性。方 法 1 和方法 2 使用**不同的流动相体系，并采用等度方法进行分 析。以方法 2 为例，通过连续 3 个批次的序列运行，对糖精钠、 苯甲酸和山梨酸，批内及批间保留时间的精密度均小于 0.2%， 批内及批间峰面积的精密度均小于 0.3%，如图 5 所示，说明全自 动多方法方案具有良好的分析重现性。采用全自动多方法方案进 行批次运行，对每个分析方法，批次运行前后均采用统一的系统 平衡与冲洗的方法（不同方法之间可能有差异），既提高了分析 重现性，也有利于批次间数据的比对。
结论
随着食品安全监管的加强，食品中限量添加的食品添加剂和农药 残留的检测任务日益增多，检测实验室对于提高自动化程度、提 高仪器使用效率和分析产出效率的要求也日益强烈。安捷伦液相 色谱全自动多方法解决方案在液相色谱标准模块的基础上，增配 溶剂选择阀和色谱柱选择阀，为实现多方法的全自动序列运行提 供了便利。全自动多方法方案运行期间无需手动更换溶剂和色谱 柱，能够实现无人干预和无人值守，解放了劳动力。多个方法 自动序列运行，可充分利用夜间、周末等时间，减少仪器待机 时间，从而提高仪器使用效率。同时，使用 Agilent Poroshell 和 ZORBAX RRHD 系列小粒径填料的色谱柱，能在满足分离要求的 基础上显著减少分析时间；全自动多方法方案中使用**的溶剂 置换和系统清洗的方法，可使系统得到**清洗，实现系统的无 盐保存，在批次运行中也有利于提高批内及批间的分析重复性。 除本文示例所述的食品添加剂和农药残留的分析方法之外，全自 动多方法方案还可以组合其他类型样品的分析方法，用于不同行 业和领域，如食品安全监管、药物质量控制和环境检测等，提高 实验效率。
参考文献
1. 食品中阿斯巴甜和阿力甜的测定；食品安全**标准， GB 5009.263-2016
2. 食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定；食品安全**标准， GB 5009.28-2016
3. 出口食品中对羟基苯甲酸酯的测定；出入境检验检疫行业标准， SN/T 4047-2014
4. 食品中合成色素的测定；食品安全**标准， GB 5009.35-2016
5. 食品中 9 种抗氧化剂的测定；食品安全**标准， GB 5009.32-2016
6. 水果和蔬菜中噻菌灵残留量的测定；食品安全**标准， GB 23200.17-2016
7. 水果和蔬菜中阿维菌素残留量的测定；食品安全**标准， GB 23200.19-2016
8. 坚果及坚果制品中抑芽丹残留量的测定；食品安全**标准， GB 23200.22-2016
9. 水果和蔬菜中唑螨酯残留量的测定；食品安全**标准， GB 23200.29-2016
10. 食品中喹氧灵残留量的测定；食品安全**标准， GB 23200.56-2016
11. Edgar Naegele. Agilent 1290 Infinity II 全自动多方法解决方案， 使用自动化的色谱柱和溶剂选择阀在一台液相色谱系统 上切换七种应用；应用简报，安捷伦科技有限公司， 出版号 5991-5679CHCN，2015
12. Sonja Krieger. Different Food Applications on a Single LC System Using Automated Column and Solvent Selection Agilent 1260 Infinity II Multimethod Solution（Agilent 1260 Infinity II 全自动多方法解决方案，使用自动化的色谱柱和溶剂 选择阀在一台液相色谱系统上用于多种食品添加剂的分析）； 应用简报，安捷伦科技有限公司，出版号 5991-7622EN， 2016
结果与讨论
分析结果
按照上述方法进行仪器配置、样品分析方法的建立、过渡方法的 建立、序列文件的建立、序列队列的建立和运行等，所得方法 1-10 典型的色谱图如图 2 和图 3 所示。
全自动多方法方案与逐一运行**标准方法方案的比较
使用小粒径填料的色谱柱，可以提高柱效，但也会增大柱压。 Agilent ZORBAX RRHD 粒径 1.8 μm 填料的系列色谱柱，*高耐 压 1200 bar；Agilent Poroshell 粒径 1.9 μm 填料的系列色谱柱， *高耐压 1300 bar。基于 Agilent 1290 Infinity II 液相色谱全自动 多方法方案，系统耐压 1300 bar，满足小粒径填料色谱柱快速高 效的分析需求。以方法 9 为例，在唑螨酯的测定中，**标准方 法 GB 23200.29 使用 C18, 4.6 X 250 mm, 5 μm 的色谱柱，在推 荐的色谱分离条件下，唑螨酯的保留因子 k 约为 2.16；在本文所 述的全自动多方法方案中，使用 Poroshell EC-C18, 2.1 X 50 mm, 1.9 μm 的色谱柱，唑螨酯的保留因子 k 为 5.8。与**标准方法 相比，全自动多方法方案不仅保留因子增大，而且分析时间显著 减少。
以本文示例的 10 种分析方法为例，不考虑样品前处理等，采用单台仪器逐一运行**标准方法方案，对每个方法样品分析前后系统准备 的时间预估为 1.5 h，如更换溶剂、平衡色谱柱、清洗色谱柱等；而采用全自动多方法方案，每个方法所使用的过渡方法时间预估为 0.5-1 h。分别采用逐一运行**标准方法方案和全自动多方法方案运行食品添加剂和农药残留等 10 种分析方法，若每个方法进样 40 针，两种 方案中每个方法的总运行时间如表 4 所示。
表 4. 采用逐一运行**标准方法方案与全自动多方法方案分别运行 10 种分析方法的所需时间（单位：h）
在正常的周工作时间，若采用逐一运行**标准方法方案，按照方法 1 至方法 10 的顺序依次运行，仅考虑样品的仪器运行时间，需要 9 天，如表 5 所示。该方案在分析方法变更时，需要手动更换色谱柱、溶剂等；有时候还需要值机，比如在第 9 天，先运行方法 8，需要 等待方法 8 运行结束，更换色谱柱之后才能运行方法 9 和 10。若采用全自动多方法方案，可自动连续序列运行上述 10 种分析方法，实现 仪器 100% 的利用率；在全自动多方法方案运行过程中，无需手动更换色谱柱和溶剂，可实现无人值守。与逐一运行**标准方法方案相 比，全自动多方法方案还能减少仪器在夜间或周末的待机时间，总分析时间由 9 天减少至 2 天，分析效率大大提高。
表 5. 逐一运行**标准方法方案与全自动多方法方案的比较
对不同的样品分析方法，有些方法可能会使用含酸、碱或盐等添 加剂的流动相，如本文示例方法 2、3、4、5、6 和 8，这几个方 法在流动相中添加乙酸或乙酸盐等，用于改善分离。在常规液相 色谱系统中，样品分析之后需要手动更换溶剂，并进行色谱柱和 系统的冲洗。手动操作不仅费时费力，而且在夜间或周末就无法 进行系统的冲洗。比如，使用常规系统按照逐一运行**标准方 法方案依次运行上述 10 种分析方法，在第 4 天运行方法 4，需要 15.5 h；若从上午 9 点开始，运行至凌晨结束，样品分析结束的 时间为夜间，液相色谱系统将保存在含盐流动相体系中，这对色 谱柱、管路和液相色谱硬件都会造成潜在的危害。
常规液相色谱一般配置 4 个溶剂通道，对四元泵，如 Agilent 1290 Infinity II **泵，配置 A、B、C、D 四路溶剂；对二元泵， 如 Agilent 1290 Infinity II 高速泵，配置 A1/A2、B1/B2 四路溶 剂。在逐一运行**标准方法方案中，对使用含添加剂流动相的 分析方法，运行结束后调用通道 A 的纯水，可冲洗系统中混合器 之后的管路及配件；对全自动多方法方案，调用溶剂选择阀扩展 流路中的纯水，如通道 D1 的纯水，可实现系统的**清洗。以 方法 4 为例，该方法水相为含盐溶剂（配置在通道 D4），样品 分析之后，在过渡方法中调用溶剂选择阀通道 D1 的纯水，并采 用“废液”或“旁路”的流路冲洗整个系统，系统冲洗完成后再 切换色谱柱选择阀至色谱柱流路位置，先使用较高比例的纯水冲 洗色谱柱中残留的含盐溶剂，再使用纯有机溶剂对色谱柱进行清 洗和保存。与常规的液相色谱系统清洗方法相比，采用全自动多 方法方案的系统清洗方法，除了可以冲洗系统混合器后的管路及 配件，还可以对溶剂选择阀和混合器之间的管路以及该流路脱气 机内腔进行**清洗，如图 4 所示，全自动多方法方案能自动进 行溶剂置换和系统清洗，实现系统的无盐保存。
全自动多方法方案的重现性
以方法 1 和方法 2 连续 3 个批次的自动序列运行为例，每个样品 重复进样 10 次，考察全自动多方法方案批内及批间的重现性。方 法 1 和方法 2 使用**不同的流动相体系，并采用等度方法进行分 析。以方法 2 为例，通过连续 3 个批次的序列运行，对糖精钠、 苯甲酸和山梨酸，批内及批间保留时间的精密度均小于 0.2%， 批内及批间峰面积的精密度均小于 0.3%，如图 5 所示，说明全自 动多方法方案具有良好的分析重现性。采用全自动多方法方案进 行批次运行，对每个分析方法，批次运行前后均采用统一的系统 平衡与冲洗的方法（不同方法之间可能有差异），既提高了分析 重现性，也有利于批次间数据的比对。
结论
随着食品安全监管的加强，食品中限量添加的食品添加剂和农药 残留的检测任务日益增多，检测实验室对于提高自动化程度、提 高仪器使用效率和分析产出效率的要求也日益强烈。安捷伦液相 色谱全自动多方法解决方案在液相色谱标准模块的基础上，增配 溶剂选择阀和色谱柱选择阀，为实现多方法的全自动序列运行提 供了便利。全自动多方法方案运行期间无需手动更换溶剂和色谱 柱，能够实现无人干预和无人值守，解放了劳动力。多个方法 自动序列运行，可充分利用夜间、周末等时间，减少仪器待机 时间，从而提高仪器使用效率。同时，使用 Agilent Poroshell 和 ZORBAX RRHD 系列小粒径填料的色谱柱，能在满足分离要求的 基础上显著减少分析时间；全自动多方法方案中使用**的溶剂 置换和系统清洗的方法，可使系统得到**清洗，实现系统的无 盐保存，在批次运行中也有利于提高批内及批间的分析重复性。 除本文示例所述的食品添加剂和农药残留的分析方法之外，全自 动多方法方案还可以组合其他类型样品的分析方法，用于不同行 业和领域，如食品安全监管、药物质量控制和环境检测等，提高 实验效率。
参考文献
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