LC-MS/MS在食品安全檢測(cè)中的運(yùn)用

◎ 沈 倩，曾 濤，徐 跡，鄭向前，畢學(xué)瑞，楊映華

（西雙版納州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測(cè)中心，云南 西雙版納 666100）

食品安全問(wèn)題是指食物中有毒、有害物質(zhì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響的公共衛(wèi)生問(wèn)題。食品安全也是探討食品加工、存儲(chǔ)、銷售等過(guò)程中確保食品安全、降低疾病風(fēng)險(xiǎn)、防止食物污染的一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域，故食品安全十分重要。為了解決食品安全的問(wèn)題，需要食品生產(chǎn)企業(yè)按照要求和規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)和銷售，需要行政監(jiān)管部門行使其監(jiān)管的權(quán)利，還要食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)方法和技術(shù)的及時(shí)更新。食品檢測(cè)的方法包括感官檢驗(yàn)、理化檢驗(yàn)、微生物檢驗(yàn)，可是這些檢測(cè)只能在一定程度上保證食品的安全質(zhì)量，在重金屬、食品添加劑、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留等方面的痕量分析就必須借助于光譜、色譜以及質(zhì)譜等大型儀器設(shè)備進(jìn)行分析。普通的原子吸收光譜、氣相色譜和液相色譜雖然具備痕量分析的特點(diǎn)，但對(duì)于化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)成分的檢測(cè)，受制于設(shè)備的檢測(cè)能力還存在一定的局限性。因此對(duì)于特殊化合物的鑒定和檢測(cè)就必須選擇高通量高靈敏度的分析技術(shù)，氣質(zhì)和液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展可以提供解決的途徑。色譜法在化合物的分離方面表現(xiàn)卓越，而質(zhì)譜技術(shù)在化合物的定性和定量方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，所以色譜和質(zhì)譜的聯(lián)用為特定化合物的定性和定量提供了分析方法。隨著分析技術(shù)的發(fā)展，氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)受限于氣相色譜只能達(dá)到對(duì)低分子量、耐熱、易揮發(fā)化合物的分析要求，因此只能對(duì)食品中耐熱、易揮發(fā)性成分進(jìn)行超痕量分析，分析檢測(cè)范圍相對(duì)較窄。但面對(duì)大分子量、熱穩(wěn)定性差、不易揮發(fā)的化合物迫切需要新的技術(shù)方法解決問(wèn)題，與氣相色譜相比，液相色譜可以直接分離分子量大、熱穩(wěn)定性差及難揮發(fā)的化合物，因而液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)也受到了高度關(guān)注。液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在食品安全、環(huán)保、醫(yī)療等方面得到了廣泛應(yīng)用，食品檢驗(yàn)人員也在農(nóng)藥殘留、獸藥殘留和添加劑等方面進(jìn)行了大量探討和研究。本文在敘述液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)特點(diǎn)基礎(chǔ)之上，對(duì)近年來(lái)液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)在食品安全檢測(cè)的應(yīng)用研究進(jìn)行探討，為該技術(shù)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)以及技術(shù)特點(diǎn)

近些年來(lái)，伴隨檢測(cè)設(shè)備的快速發(fā)展，質(zhì)譜技術(shù)從單級(jí)質(zhì)譜到串聯(lián)質(zhì)譜，質(zhì)譜串聯(lián)后成為高豐度高靈敏度的檢測(cè)儀器，除了有強(qiáng)選擇性外，還能解決離子碎片對(duì)準(zhǔn)確度的干擾，通過(guò)多種掃描方式達(dá)到化合物的定性和定量的目的。液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)曾經(jīng)的發(fā)展難題為離子源接口技術(shù)，將液相色譜和高真空質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)用，再將分析的樣品電離成碎片，得到有信息的離子后，使其進(jìn)入真空系統(tǒng)進(jìn)行分析。隨著大氣壓化學(xué)電離技術(shù)和電噴霧技術(shù)的日趨完善，液質(zhì)串聯(lián)質(zhì)譜的聯(lián)用才得到快速發(fā)展。目前離子源主要有大氣壓化學(xué)電離源、電噴霧電離源、快原子轟擊源、基質(zhì)輔助激光解析電離源和大氣壓光電離源。質(zhì)量分析器是液質(zhì)聯(lián)用的重要部件，它保證儀器具有高靈敏性、高準(zhǔn)確性、高選擇性、分析檢測(cè)范圍寬等強(qiáng)大功能，它將帶電離子根據(jù)其質(zhì)荷比加以分離，記錄各種離子的豐度和質(zhì)量數(shù)。質(zhì)量分析器根據(jù)質(zhì)荷比的范圍和分辨率，可分為4種，分別為四極桿分析器、扇形磁場(chǎng)分析器、飛行時(shí)間分析器和離子阱分析器。最常見的串聯(lián)質(zhì)譜為三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜，也是本文敘述的串聯(lián)技術(shù)。液質(zhì)聯(lián)用（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）技術(shù)作為新型的現(xiàn)代儀器分析手段，主要有以下特點(diǎn)。①分析范圍較寬，可以分析發(fā)揮性差、不穩(wěn)定、分子量大的化合物，并且分離能力強(qiáng)，通過(guò)特征離子色譜圖能分別進(jìn)行定性定量。②檢測(cè)限低，具備高靈敏度、高準(zhǔn)確性、高選擇性等特點(diǎn)，在農(nóng)獸藥殘留、真菌毒素、違禁物質(zhì)等分析檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2 LC-MS/MS聯(lián)用技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

在新時(shí)期發(fā)展過(guò)程中，人們?yōu)榱双@得高產(chǎn)量且能防止病蟲害的農(nóng)作物，在生產(chǎn)過(guò)程中使用大量農(nóng)藥，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品里集聚而導(dǎo)致污染，大量食用農(nóng)作物后給人體健康帶來(lái)了安全隱患。因此農(nóng)藥使用情況已經(jīng)引起人們的高度重視，國(guó)家針對(duì)農(nóng)藥殘留制定出了相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)來(lái)進(jìn)行約束和管理，以減少食品安全事故的發(fā)生。在檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)人員均會(huì)采用常規(guī)氣相色譜和氣相色譜-質(zhì)譜來(lái)進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)，但對(duì)分子量大、熱穩(wěn)定性不好、揮發(fā)性差的部分農(nóng)藥并未取得良好的檢測(cè)效果，為解決此技術(shù)難題檢測(cè)人員使用LC-MS/MS聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)食品中的特殊農(nóng)藥殘留量，從而達(dá)到準(zhǔn)確檢測(cè)農(nóng)藥殘留的目的。劉艷榮等[1]建立了液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定枸杞中30種禁用農(nóng)藥殘留的分析方法，結(jié)果顯示，30種禁用農(nóng)藥在5～100 ng·mL-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)＞0.990；30種農(nóng)藥的方法檢出限和定量限分別在0.000 04～0.002 68 mg·kg-1和0.000 1～0.008 1 mg·kg-1，平均加標(biāo)回收率為72.12%～128.40%，該方法適用于枸杞中30種禁用農(nóng)藥殘留的檢測(cè)分析。

2.2 在獸藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

食品構(gòu)成中動(dòng)物源性食品是人們獲取蛋白質(zhì)必不可少的來(lái)源，可是當(dāng)今社會(huì)養(yǎng)殖戶為了快速獲得經(jīng)濟(jì)利益，在動(dòng)物養(yǎng)殖過(guò)程中添加各種激素類藥物和抗生素，以達(dá)到縮短生長(zhǎng)周期、減少疾病發(fā)生和治療的目的。該類肉制品的殘留藥物經(jīng)飲食進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成威脅，兒童的肥胖和生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)快等問(wèn)題尤其突出。獸藥殘留作為動(dòng)物食品安全檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)，其檢驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)引起高度重視。鑒于上述情況，需借助于液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)做好有關(guān)肉制品的檢測(cè)工作。張穎等[2]建立QuEChERS技術(shù)結(jié)合LC-MS/MS同時(shí)測(cè)定養(yǎng)殖水產(chǎn)品中15種喹諾酮抗生素的快速檢測(cè)方法。試驗(yàn)表明，15種抗生素方法檢出限（S/N=3）在0.5 ～ 2.0 μg·kg-1，在 2 μg·kg-1、20 μg·kg-1和 50 μg·kg-1這3個(gè)添加濃度下，平均回收率為75.8%～112.3%，在1～200 ng·mL-1濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（r2＞0.998），RSD在2.3%～10.2%（n=6）。以該方法對(duì)多種養(yǎng)殖水產(chǎn)樣品進(jìn)行分析，具有前處理簡(jiǎn)單快速、凈化效果好、靈敏度高的特點(diǎn)，適用于養(yǎng)殖水產(chǎn)品中多組分喹諾酮類抗生素的檢測(cè)。

2.3 在毒素檢測(cè)中的應(yīng)用

在食品中還存在一種真菌毒素，它是由微生物次生代謝產(chǎn)生，食用后對(duì)人體有害，如常見的黃曲霉毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮等。為避免微生物生長(zhǎng)過(guò)程造成的安全隱患，造成不可逆的人員財(cái)產(chǎn)損失，食品檢測(cè)人員引進(jìn)LC-MS/MS聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行毒素的精確定性和定量。周敏等[3]試驗(yàn)建立了分散液相微萃取技術(shù)和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用快速分析食用油中5種黃曲霉毒素的新方法。結(jié)果表明在優(yōu)化試驗(yàn)條件下，方法的線性范圍為0.06～10.00 μg·kg-1，檢出限為 0.02～ 0.03 μg·kg-1，相關(guān)系數(shù)為0.993 3～0.999 0，樣品加標(biāo)回收率為70.2%～86.8%。史娜等[4]建立QuEChERS-高效液相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)食品中14種真菌毒素的方法。樣品用乙腈乙酸提取，經(jīng)固相萃取柱凈化，采用電噴霧電離、多反應(yīng)監(jiān)測(cè)方式，同時(shí)對(duì)食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、赭曲霉毒素A、青霉酸和玉米赤霉烯酮等14種真菌毒素進(jìn)行定性和定量分析，最低檢出限為0.5～1.0 μg·kg-1。分別取豆制品、面粉、牛奶制品空白食品樣品，分別添加低、中、高3個(gè)水平的14種化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行前處理，測(cè)定目標(biāo)化合物，每個(gè)水平進(jìn)行6次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明14種化合物的平均回收率為65.3%～130.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.56%～11.40%。該方法簡(jiǎn)便快速、靈敏度高，適用于食品中真菌毒素的分析。

2.4 在違禁物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

違禁物質(zhì)種類繁多，不良企業(yè)為了獲取利益在食品中添加違禁物質(zhì)，給人們的健康帶來(lái)不良影響和造成安全隱患。液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)是檢測(cè)違禁物質(zhì)的常用技術(shù)手段，它可以檢測(cè)豆芽中的生長(zhǎng)促進(jìn)劑、火鍋食品中含有的罌粟、乳制品中含有的三聚氰胺、水產(chǎn)品中含有的硝基呋喃物質(zhì)等[5]。劉艷琴[6]等建立食品中罌粟堿殘留的高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定方法。該方法的檢出限為0.01 ng·mL-1，方法定量下限為 0.1 μg·kg-1，線性范圍為 0.01 ～ 20.00 ng·mL-1，加標(biāo)回收率為93.9%～101.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.44%。尤研[7]建立三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀測(cè)定豆奶中三聚氰胺的方法，采用三氯乙酸和乙腈為提取劑，蛋白質(zhì)為沉淀劑，提取液過(guò)凈化柱純化。結(jié)果顯示，三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用法對(duì)三聚氰胺的檢出限為0.001 5 mg·kg-1，標(biāo)準(zhǔn)曲線在 0.01 ～ 0.50 μg·mL-1，相關(guān)系數(shù)為 0.999 8，線性良好，再回收率為85%～89%，適用于檢測(cè)低濃度的樣品。

2.5 在鑒定保健品功效物質(zhì)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)老齡化的快速發(fā)展，許多保健品受到老年人追捧和歡迎，但其中也存在一些假冒偽劣產(chǎn)品。許多保健品都存在成分不明和功效夸大的問(wèn)題，消費(fèi)者購(gòu)買并服用后，輕者面臨經(jīng)濟(jì)損失，重者可引起疾病甚至死亡，因此健康產(chǎn)品的檢測(cè)非常緊迫。但在檢測(cè)保健品中的成分時(shí)，有些物質(zhì)不穩(wěn)定、易揮發(fā)，會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。對(duì)此，檢測(cè)人員可采用LC-MS/MS聯(lián)用技術(shù)。勵(lì)炯等[8]建立了性保健品中非法添加15種壯陽(yáng)類化學(xué)成分的實(shí)心核顆粒色譜分離LC-MS/MS檢測(cè)方法。結(jié)果表明，15種壯陽(yáng)類化學(xué)成分質(zhì)譜檢測(cè)的分離度較好，線性范圍寬，相關(guān)性好，r2≥0.995 4；方法精密度以6次測(cè)定值的RSD表示，為0.9%～3.3%；3個(gè)質(zhì)量濃度進(jìn)行添加實(shí)驗(yàn)，回收率為88.3%～109.5%，RSD為0.9%～5.2%；定量限范圍為 0.015 ～ 0.300 μg·mL-1。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段在食品安全檢測(cè)方面，LC-MS/MS技術(shù)與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。它能快速準(zhǔn)確地分析和檢測(cè)食品中的各種物質(zhì)，并且具有靈敏度高和豐度高的特點(diǎn)。目前檢測(cè)人員需要做的是認(rèn)真總結(jié)和借鑒該技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用，結(jié)合工作實(shí)際，推動(dòng)新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐和創(chuàng)新發(fā)展，保證其在食品安全檢測(cè)中發(fā)揮作用，為我國(guó)食品安全保障做出積極的貢獻(xiàn)。