液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

摘要：高效、準(zhǔn)確的檢測(cè)技術(shù)是保障食品安全的關(guān)鍵，而液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）憑借其高靈敏度、高選擇性和多靶向分析能力，在復(fù)雜基質(zhì)中痕量目標(biāo)物的檢測(cè)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，為食品安全質(zhì)量控制提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。本文闡述了LC-MS技術(shù)的基本原理以及食品安全檢測(cè)的重要性，并探討了該技術(shù)在農(nóng)藥殘留、真菌毒素、食品添加劑和重金屬污染物檢測(cè)等方面的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；食品安全檢測(cè)；技術(shù)應(yīng)用

Application of Liquid Chromatography-Mass Spectrometry in Food Safety Testing

LI Wensheng

（Zhengzhou Shuqing Medical College， Zhengzhou 450064， China）

Abstract： Efficient and accurate detection technology is the key to ensuring food safety， and liquid chromatography-mass spectrometry （LC-MS） technology， with its high sensitivity， high selectivity and multi-target analysis capabilities， is used in complex It shows significant advantages in the detection of trace amounts of targets in the matrix， providing strong technical support for food safety and quality control. This article explains the basic principles of LC-MS technology and the importance of food safety testing， and discusses the specific applications of this technology in the detection of pesticide residues， mycotoxins， food additives and heavy metal contaminants.

Keywords： liquid chromatography-mass spectrometry; food safety testing; technology application

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，食品安全問(wèn)題日益受到關(guān)注。我國(guó)每年發(fā)生的食品安全事故較多，其中重大食品安全事件頻繁發(fā)生，這不僅給人們的身體健康帶來(lái)極大危害，也對(duì)社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。造成食品安全問(wèn)題的因素有很多，如農(nóng)藥殘留、重金屬污染、添加劑濫用、真菌毒素污染等。及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出食品中存在的有害物質(zhì)，對(duì)保障食品安全、維護(hù)公眾健康具有重要意義。傳統(tǒng)的食品安全檢測(cè)方法，如化學(xué)分析法、色譜法等，存在檢測(cè)速度慢、靈敏度低、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，難以滿足日益增長(zhǎng)的食品安全檢測(cè)需求。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）作為一種先進(jìn)的分析檢測(cè)手段，具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、速度快等優(yōu)勢(shì)，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的基本原理

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是一種將液相色譜與質(zhì)譜兩種分析技術(shù)有機(jī)結(jié)合的現(xiàn)代分析方法。在應(yīng)用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測(cè)的過(guò)程中，待測(cè)物質(zhì)經(jīng)液相色譜柱分離后，以適當(dāng)形式進(jìn)入質(zhì)譜離子源，在高能電子或其他粒子的轟擊下電離、解離并產(chǎn)生帶電碎片離子，這些離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下按照各自質(zhì)荷比被分離，由檢測(cè)器接收并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的質(zhì)譜信號(hào)。通過(guò)對(duì)質(zhì)譜信號(hào)的解析和數(shù)據(jù)處理，可定性和定量分析復(fù)雜基質(zhì)中的目標(biāo)化合物[1]。

與傳統(tǒng)的液相色譜技術(shù)相比，LC-MS具有更高的靈敏度和選擇性。液相色譜可將復(fù)雜樣品中共存組分有效分離，質(zhì)譜則可根據(jù)待測(cè)物獨(dú)特的質(zhì)譜裂解模式對(duì)其進(jìn)行專屬性識(shí)別，二者的聯(lián)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中痕量目標(biāo)物的高靈敏度檢測(cè)[2]。LC-MS所采用的軟電離技術(shù)如電噴霧電離（Electrospray Ionization，ESI）和大氣壓化學(xué)電離（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）等，可使樣品分子在較低能量下發(fā)生電離，避免了化合物過(guò)度碎裂，從而獲得較完整的分子結(jié)構(gòu)信息。同時(shí)，LC-MS可與多級(jí)質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用，通過(guò)對(duì)母離子進(jìn)行二級(jí)甚至多級(jí)裂解，獲得更豐富的結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)一步提高分析的特異性。三重四極桿質(zhì)譜、四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜、線性離子阱質(zhì)譜等多種質(zhì)量分析器的出現(xiàn)，使LC-MS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬?？傊?，LC-MS技術(shù)憑借其獨(dú)特的分離和鑒定能力，已成為食品安全檢測(cè)領(lǐng)域不可或缺的利器。

2 食品安全檢測(cè)的重要性

食品安全關(guān)乎民生福祉，是國(guó)家穩(wěn)定和社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展的基石。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和食品工業(yè)化進(jìn)程的加快，食品供應(yīng)鏈日益復(fù)雜，食品安全風(fēng)險(xiǎn)不斷加大。一些不法分子為追求高額利潤(rùn)，在食品生產(chǎn)加工過(guò)程中違規(guī)使用農(nóng)藥、抗生素，非法添加各種有毒有害物質(zhì)，致使食品安全事故頻發(fā)。我國(guó)作為人口大國(guó)，食品安全問(wèn)題尤為突出。面對(duì)食品安全所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)，加強(qiáng)食品安全檢測(cè)顯得尤為迫切和重要。食品安全檢測(cè)是識(shí)別和控制食品安全風(fēng)險(xiǎn)的重要手段，是保障食品安全、維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益的基本前提。通過(guò)食品安全檢測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制食品生產(chǎn)加工過(guò)程中的危害因素，防范食品安全事故的發(fā)生。同時(shí)，食品安全檢測(cè)也是執(zhí)法部門打擊食品違法犯罪行為、凈化食品市場(chǎng)環(huán)境的有力武器。

檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是食品安全檢測(cè)的基礎(chǔ)。先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)如LC-MS等，為快速、靈敏、準(zhǔn)確地檢測(cè)食品中的有害物質(zhì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐[3]。而科學(xué)合理的食品安全標(biāo)準(zhǔn)，則是開(kāi)展食品安全檢測(cè)的重要依據(jù)。只有不斷完善食品安全標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和儀器，建立完善的食品安全檢測(cè)體系，才能為從農(nóng)田到餐桌的食品安全提供全方位的保障。

3 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 農(nóng)藥殘留檢測(cè)

農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著防治病蟲害、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的重要作用，然而農(nóng)藥的不合理使用卻可能導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品和食品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)，危害消費(fèi)者健康。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)憑借其優(yōu)異的分離能力和極高的靈敏度，已成為農(nóng)藥多殘留檢測(cè)的首選分析技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，LC-MS技術(shù)常采用三重四極桿質(zhì)量分析器，在多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下對(duì)目標(biāo)農(nóng)藥進(jìn)行定性和定量分析。例如，LC-MS/MS技術(shù)可在單次進(jìn)樣時(shí)對(duì)數(shù)十乃至上百種農(nóng)藥殘留進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，極大提高了檢測(cè)通量和效率。除常規(guī)的定量檢測(cè)外，LC-MS技術(shù)在農(nóng)藥代謝動(dòng)力學(xué)研究、農(nóng)藥非法添加識(shí)別等方面也發(fā)揮著重要作用。通過(guò)對(duì)農(nóng)藥在農(nóng)作物體內(nèi)代謝過(guò)程的分析，可評(píng)估農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品中的降解行為，確定科學(xué)的農(nóng)藥使用規(guī)程和安全間隔期，降低農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 真菌毒素檢測(cè)

真菌毒素是一類由真菌產(chǎn)生的次生代謝物，具有急性或慢性毒性，可通過(guò)污染農(nóng)作物進(jìn)入食物鏈，對(duì)人畜健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)以其優(yōu)異的分離能力、高靈敏度和高選擇性，在真菌毒素檢測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

真菌毒素種類繁多，理化性質(zhì)差異較大，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種真菌毒素的同時(shí)分析。與生物學(xué)方法和免疫學(xué)方法相比，LC-MS技術(shù)具有更高的特異性，可有效區(qū)分結(jié)構(gòu)相似的真菌毒素，避免假陽(yáng)性結(jié)果的出現(xiàn)。例如，黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2等異構(gòu)體在傳統(tǒng)方法中易發(fā)生交叉反應(yīng)，而采用LC-MS/MS技術(shù)，可通過(guò)優(yōu)化多反應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)，準(zhǔn)確區(qū)分并定量不同異構(gòu)體。此外，LC-MS/MS技術(shù)具有極高的靈敏度，可檢測(cè)痕量水平的真菌毒素。例如，張養(yǎng)東等[4]采用LC-MS/MS技術(shù)檢測(cè)青貯玉米中10種霉菌毒素，檢出限為0.15～1.00 μg·kg-1，遠(yuǎn)低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)。

除常規(guī)的真菌毒素外，LC-MS技術(shù)在掩蔽性真菌毒素、結(jié)合態(tài)真菌毒素等新型真菌毒素檢測(cè)方面也展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。采用液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、液相色譜-靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等高分辨質(zhì)譜技術(shù)，可對(duì)谷物、油料等樣品中未知真菌毒素進(jìn)行全面篩查，并對(duì)可疑物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析和鑒定，為真菌毒素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供更全面的數(shù)據(jù)支持。

3.3 食品添加劑檢測(cè)

食品添加劑在改善食品品質(zhì)、延長(zhǎng)保質(zhì)期等方面發(fā)揮著重要作用，但其非法添加或超量使用卻可能危害消費(fèi)者健康。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)憑借其出色的分離能力和檢測(cè)靈敏度，已成為食品添加劑檢測(cè)領(lǐng)域的重要分析手段。食品添加劑種類繁多，包括防腐劑、抗氧化劑、著色劑、甜味劑等，其理化性質(zhì)差異較大，給檢測(cè)分析帶來(lái)挑戰(zhàn)。液相色譜技術(shù)可根據(jù)不同食品添加劑的極性、pH值等性質(zhì)，優(yōu)化色譜柱類型和流動(dòng)相組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種食品添加劑的有效分離。例如，反相色譜柱如C18柱適用于疏水性食品添加劑如丙酸、山梨酸等的分離；親水作用色譜柱則適用于水溶性食品添加劑如安賽蜜、甜蜜素等的分析。質(zhì)譜技術(shù)可進(jìn)一步提高食品添加劑檢測(cè)的靈敏度和特異性。電噴霧電離源在食品添加劑分析中得到廣泛應(yīng)用，可使帶電或極性分子有效電離。三重四極桿質(zhì)譜儀在多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下，可對(duì)食品添加劑進(jìn)行高靈敏度、高選擇性檢測(cè)。

除常規(guī)食品添加劑外，LC-MS技術(shù)在新型食品添加劑篩查、非法添加劑識(shí)別等方面也顯示出優(yōu)勢(shì)。超高效液相色譜與高分辨質(zhì)譜如飛行時(shí)間、軌道阱等聯(lián)用，可對(duì)復(fù)雜食品基質(zhì)中的未知添加劑進(jìn)行快速篩查和鑒定。例如，采用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)對(duì)牛奶、奶粉等乳制品中的非法添加劑進(jìn)行非目標(biāo)篩查，可有效識(shí)別三聚氰胺、三聚氰酸等物質(zhì)。

3.4 重金屬污染物檢測(cè)

重金屬污染是食品安全領(lǐng)域的重要問(wèn)題之一。汞、砷、鉛、鎘等重金屬元素具有毒性大、穩(wěn)定性強(qiáng)、生物富集性高等特點(diǎn)，通過(guò)食物鏈可在生物體內(nèi)蓄積，對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)憑借其優(yōu)異的分離能力和超高的檢測(cè)靈敏度，在食品重金屬污染物檢測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用。

與傳統(tǒng)的原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等技術(shù)相比，LC-MS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)重金屬污染物的形態(tài)分析和價(jià)態(tài)分離，為準(zhǔn)確評(píng)估重金屬的毒理學(xué)效應(yīng)提供更多信息。通過(guò)優(yōu)化色譜柱類型和流動(dòng)相組成，液相色譜技術(shù)可有效分離重金屬元素的無(wú)機(jī)態(tài)和有機(jī)態(tài)，如亞甲基汞、甲基汞等有機(jī)汞，三價(jià)砷和五價(jià)砷等不同價(jià)態(tài)砷。電感耦合等離子體質(zhì)譜（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）技術(shù)是重金屬分析的重點(diǎn)技術(shù)。電感耦合等離子體電離源可在高溫等離子體中將樣品完全電離，產(chǎn)生重金屬元素的特征離子。高靈敏度的質(zhì)量分析器如四極桿、三重四極桿等，可對(duì)重金屬離子進(jìn)行高選擇性檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)痕量級(jí)別的定量分析[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)憑借其高靈敏度、高選擇性和多靶向分析能力，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在農(nóng)藥殘留、真菌毒素、食品添加劑和重金屬污染物檢測(cè)方面，LC-MS技術(shù)展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分辨質(zhì)譜、多級(jí)質(zhì)譜等新型技術(shù)的應(yīng)用，將進(jìn)一步提高食品安全檢測(cè)的準(zhǔn)確性和全面性。未來(lái)，LC-MS技術(shù)有望與人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新興技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)食品安全風(fēng)險(xiǎn)的智能預(yù)警和全程監(jiān)控。同時(shí)，便攜式、快速檢測(cè)等新型LC-MS設(shè)備的開(kāi)發(fā)，將使食品安全檢測(cè)更加便捷高效，為保障人們“舌尖上的安全”提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

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