高分辨質(zhì)譜法在食品檢測(cè)分析中的應(yīng)用

王智瑋

（上海市酒類食品質(zhì)量檢驗(yàn)中心有限公司，上海 200081）

磁質(zhì)譜、飛行時(shí)間質(zhì)譜、傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜和靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜均屬于典型的高分辨質(zhì)譜法，具體劃分以質(zhì)量分析器為依據(jù)，4者均存在5 mg/L以內(nèi)的質(zhì)量準(zhǔn)確度和最低10 000的分辨率。為保證高分辨質(zhì)譜法較好地服務(wù)于食品檢測(cè)，本文圍繞食品檢測(cè)分析中高分辨質(zhì)譜法應(yīng)用開(kāi)展具體研究。

1 食品檢測(cè)分析中高分辨質(zhì)譜法的應(yīng)用方向

1.1 食品藥物殘留檢測(cè)

動(dòng)物體內(nèi)殘留的獸藥、植物表面殘留的農(nóng)藥會(huì)在一定程度上威脅食用者健康，這使食品藥物殘留檢測(cè)受到重視。色譜法、質(zhì)譜法是應(yīng)用較廣泛的食品藥物殘留檢測(cè)方法，如基于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的獸藥殘留檢測(cè)，該方法存在ng/kg級(jí)別的靈敏度，可基于荷質(zhì)實(shí)現(xiàn)化合物電離，獲取分子結(jié)構(gòu)與裂解過(guò)程等信息。在高分辨率質(zhì)譜的快速發(fā)展下，液相色譜-高分辨率質(zhì)譜法能更好地應(yīng)用于獸藥、農(nóng)藥殘留痕量研究，且檢測(cè)效率和準(zhǔn)確率更高[1]。

1.2 持久性有機(jī)污染物檢測(cè)

環(huán)境中長(zhǎng)期存在且能通過(guò)環(huán)境介質(zhì)長(zhǎng)距離遷移的有機(jī)污染物對(duì)環(huán)境及人類健康帶來(lái)的威脅較大，如多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng)藥等有機(jī)污染物通過(guò)食品進(jìn)入人體能引發(fā)畸形、癌癥。氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法在持久性有機(jī)污染物的檢測(cè)中應(yīng)用較廣泛，隨著高分辨質(zhì)譜法的快速發(fā)展，超高效液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法開(kāi)始應(yīng)用于持久性有機(jī)污染物檢測(cè)，此方法檢出限低、靈敏度高，受到的基質(zhì)干擾較小[2]。

1.3 食品生物毒素檢測(cè)

生物毒素指的是植物、動(dòng)物、微生物的代謝產(chǎn)物，也被稱作天然毒素，如霉菌毒素、植物毒素、海洋生物毒素等。食品安全領(lǐng)域生物毒素問(wèn)題較為嚴(yán)峻，對(duì)餐飲業(yè)的影響較大，被多種生物毒素混合污染的食品易對(duì)食用者生命健康造成威脅，因此食品中生物毒素的檢測(cè)需實(shí)現(xiàn)多種毒素的同時(shí)檢測(cè)，高分辨質(zhì)譜法可滿足此需求。在多種生物毒素殘留的定量和定性檢測(cè)方面，高分辨質(zhì)譜法的應(yīng)用價(jià)值較高，利用具備全掃描功能的質(zhì)譜儀，可初步篩查多種生物毒素，快速鎖定疑似樣品并開(kāi)展針對(duì)性的質(zhì)譜分析，實(shí)現(xiàn)高效率的定性和定量分析。

2 實(shí)例分析

2.1 案例概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，以配制酒產(chǎn)品非法添加物檢測(cè)為研究對(duì)象，主要涉及那非類非法添加物11種，包括硫代艾地那非、伐地那非、西地那非、那紅地那非、氨基他達(dá)拉非、紅地那非、羥基豪莫西地那非、豪莫西地那非、偽伐地那非、他達(dá)拉非和那莫西地那非。配制酒可細(xì)分為動(dòng)物類、植物類、動(dòng)植物類和其他類，如露酒用枸杞、桂圓等植物類配料浸泡，或用狗鞭、鹿鞭等動(dòng)物類配料浸泡。食品中那非類藥物檢測(cè)受重視程度高，液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)、液相色譜法、拉曼光譜法均屬于檢測(cè)常用方法，本文采用高分辨質(zhì)譜法檢測(cè)配制酒產(chǎn)品中那非類非法添加物，能實(shí)現(xiàn)高效率的精準(zhǔn)定性和準(zhǔn)確定量，滿足那非類物質(zhì)檢測(cè)需要。

2.2 儀器與試劑

分析天平、超純水機(jī)、超高效液相色譜系統(tǒng)、四極桿/靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜系統(tǒng)。

他達(dá)拉非、伐地那非鹽酸鹽、紅地那非、那莫西地那非、豪莫西地那非、西地那非鹽酸鹽、羥基豪莫西地那非、硫代艾地那非、那紅地那非、偽伐地那非和氨基他達(dá)拉非標(biāo)準(zhǔn)品，純度最低為99.5%；乙腈、甲醇，色譜純；甲酸，質(zhì)譜純；配制酒為隨機(jī)抽取的樣品。

2.3 試驗(yàn)方法

配制1 mg/mL甲醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，在4 ℃冰箱內(nèi)貯存。取那非類儲(chǔ)備液11種配制標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用；吸取酒樣2 mL于10 mL容量瓶中，加入適量甲醇后超聲提取15 min，冷卻至室溫后用甲醇定容至刻度線，用0.22 μm濾膜過(guò)濾，上機(jī)；選擇Hypersil GOLD C18色譜柱（150 mm×2.1 mm，1.9 μm），設(shè)置30 ℃的柱溫，流動(dòng)相A、B分別為0.1%甲酸水溶液、甲醇。進(jìn)行梯度洗脫，分別采用10%甲醇、10%～90%甲醇、90%甲醇、90%～10%甲醇和10%甲醇洗脫0～0.1 min、0.1～6.0 min、6.0～8.0 min、8.0～8.1 min和8.1～11.0 min，進(jìn)樣量為5 μL、流速為0.3 mL/min；以ESI源為電噴霧離子源，采用正離子模式，加熱溫度、噴霧電壓、輔助氣和鞘氣分別設(shè)置為350 ℃、2 500 V、5 L/min和35 L/min，以氮?dú)鉃殪F化氣，質(zhì)譜校正液對(duì)質(zhì)量軸的校正每5 d開(kāi)展1次。采用一級(jí)母離子全掃描、二級(jí)子離子掃描（數(shù)據(jù)依賴）模式，分辨率分別為7×104半高峰寬、1.75×104半高峰寬，最大注入時(shí)間分別為200 ms、50 ms，二級(jí)子離子掃描模式存在5×105的觸發(fā)閾值。設(shè)定存在30、50、70的NCE值[3]。

為分析配制酒中那非類物質(zhì)含量，研究采用高分辨質(zhì)譜法，結(jié)合二級(jí)碎片離子譜及目標(biāo)化合物精確分子離子質(zhì)量數(shù)，可在缺乏標(biāo)準(zhǔn)品的前提下精準(zhǔn)鑒定樣品中是否存在那非類物質(zhì)。掃描環(huán)節(jié)如發(fā)現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度超出預(yù)設(shè)值的目標(biāo)列表分子離子（一級(jí)全掃描），數(shù)據(jù)依賴子離子掃描模式會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，獲取二級(jí)離子全掃描質(zhì)譜信息（對(duì)應(yīng)分子離子精確質(zhì)量數(shù)），完成定性確證。對(duì)2組屬于同分異構(gòu)體的那非類物質(zhì)，通過(guò)梯度洗脫實(shí)現(xiàn)色譜行為分離，定性離子碎片選擇需規(guī)避碎片離子存在相同質(zhì)荷比的情況，以此開(kāi)展高準(zhǔn)確性的定性定量分析。

2.4 定性篩查

數(shù)據(jù)處理過(guò)程需將那非類物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)錄入軟件Trace Findei，包括二級(jí)碎片離子精確質(zhì)量數(shù)、一級(jí)精確質(zhì)量數(shù)、保留時(shí)間，完成數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，滿足確證及篩查需要。目標(biāo)化合物數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置需基于Screening Method進(jìn)行，篩查依據(jù)為化合物一級(jí)精確質(zhì)量數(shù)和保留時(shí)間，確證依據(jù)為二級(jí)碎片離子精確質(zhì)量數(shù)。如基于標(biāo)準(zhǔn)品色譜峰得到保留時(shí)間一致的試樣色譜峰，且存在5×10-6內(nèi)的精確分子量誤差（標(biāo)準(zhǔn)品母離子），以及10-5的精確分子量誤差（主要碎片離子），可確定相應(yīng)化合物檢出。分析樣品時(shí)可用樣品采集的結(jié)果直接利用譜庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，找到對(duì)應(yīng)的化學(xué)藥物，進(jìn)行快速篩查和確證[4]。

選擇以蒸餾酒為酒基的動(dòng)物類和植物類配料浸泡的配制酒、以發(fā)酵酒為酒基的植物類配料浸泡的配制酒（陰性配制酒）3種基質(zhì)，分別取樣品2 mL，同時(shí)加入適量那非類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到各化合物檢出限濃度的樣品溶液，用甲醇稀釋到10 mL，采用與樣品溶液相同的方法進(jìn)行制備，完成測(cè)定，結(jié)合數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)，自建的數(shù)據(jù)庫(kù)中那非類化合物在3種基質(zhì)加標(biāo)溶液中匹配，無(wú)假陰性情況，均顯示檢出，假陽(yáng)性情況在空白試驗(yàn)中也未出現(xiàn)。

2.5 定量檢測(cè)

基于四極桿/靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜開(kāi)展試驗(yàn)，在應(yīng)用母離子定量、子離子定量及PRM掃描模式、FullMS掃描模式時(shí)，母離子定量得到的那非類物質(zhì)線性關(guān)系良好（線性范圍內(nèi)），存在0.995及以上的相關(guān)系數(shù)。將一定量混合標(biāo)準(zhǔn)溶液加入空白配制酒樣品中，完成加標(biāo)樣品（5 μg/L）配制，對(duì)基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行研究可發(fā)現(xiàn)，存在較少基質(zhì)干擾及90%以上的回收率。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品開(kāi)展逐級(jí)稀釋，重復(fù)進(jìn)樣最低濃度加標(biāo)樣品（有信號(hào)檢出）3次，檢出限基于3以上的3次響應(yīng)信噪比確定、定量限基于10以上的3次響應(yīng)信噪比確定，得出檢出限為1 ～ 2 μg/L、定量限為 3 ～ 6 μg/L。

取空白樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，將一定量混合標(biāo)準(zhǔn)溶液加入配制酒樣品中，分別添加 5 μg/L、10 μg/L、50 μg/L 3個(gè)濃度水平，每個(gè)樣品每個(gè)水平重復(fù)測(cè)定6次，回收率在86.4%～107.9%，存在良好精密度及10%內(nèi)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2.6 方法應(yīng)用

將建立的數(shù)據(jù)庫(kù)和檢測(cè)方法用于檢測(cè)配制酒中那非類物質(zhì)，完成樣品處理后，開(kāi)展高分辨質(zhì)譜掃描檢測(cè)，數(shù)據(jù)處理使用軟件Trace Findei，在30批次的配制酒樣品中混入2批次加標(biāo)酒樣進(jìn)行檢測(cè)，檢出陽(yáng)性樣品2批次。檢出西地那非和他達(dá)拉非2種化合物，母離子定量測(cè)定由FullMS掃描負(fù)責(zé)，1批次配制酒中同時(shí)測(cè)得2種物質(zhì)，西地那非物質(zhì)檢測(cè)值為1.32 mg/L，他達(dá)拉非檢測(cè)值為2.15 mg/L，1批次配制酒中測(cè)得西地那非物質(zhì)，檢測(cè)值為3.29 mg/L。結(jié)合具體應(yīng)用可確定，本文研究的高分辨質(zhì)譜法能較好地用于配制酒檢測(cè)，能滿足那非類物質(zhì)檢測(cè)需求，在建立的數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，研究涉及的快速精準(zhǔn)篩查方法無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)品便能在檢測(cè)中精確定性那非類物質(zhì)，那非類化合物可基于全掃描模式由母離子準(zhǔn)確定量，高分辨質(zhì)譜法的應(yīng)用價(jià)值得到直觀證明[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高分辨質(zhì)譜法能較好地應(yīng)用于食品檢測(cè)分析。本文涉及的檢測(cè)方法、定性篩查、定量檢測(cè)和方法應(yīng)用等內(nèi)容，直觀地展示了高分辨質(zhì)譜法的應(yīng)用路徑。為更好地服務(wù)于食品檢測(cè)分析，高分辨質(zhì)譜法的應(yīng)用還需關(guān)注配套計(jì)算工具與軟件的選用及多種技術(shù)的綜合運(yùn)用。