基于QuEChERS提取的液相色譜-串聯質譜法測定干腌火腿中15種真菌毒素

郭禮強，宮小明，丁葵英，王 可，孫 軍，趙 晗

(1.濰坊出入境檢驗檢疫局，山東 濰坊 261041；2.石家莊市疾病預防控制中心，河北 石家莊 050011)

基于QuEChERS提取的液相色譜-串聯質譜法測定干腌火腿中15種真菌毒素

郭禮強1*，宮小明1，丁葵英1，王 可2，孫 軍1，趙 晗1

(1.濰坊出入境檢驗檢疫局，山東 濰坊 261041；2.石家莊市疾病預防控制中心，河北 石家莊 050011)

建立了干腌火腿中15種真菌毒素(黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2、黃曲霉毒素G1、黃曲霉毒素G2、赭曲霉毒素A、橘青霉素、T-2毒素、HT-2毒素、蛇形菌素、新茄鐮孢菌醇、疣孢青霉原、O-甲基雜色曲霉素、雜色曲霉素、環匹阿尼酸、青霉酸)多殘留的液相色譜-線性離子阱質譜(QTrap LC-MS/MS)檢測方法。火腿樣品經含1%甲酸的乙腈水溶液提取，QuEChERS方法凈化后，以含0.1%甲酸和9.9%乙腈的5 mmol/L乙酸銨水溶液(A)與含0.1%甲酸的乙腈(B)為流動相，經Eclipse Plus C18色譜柱(3.0 mm×100 mm，1.8 μm)分離，以多級反應監測(MRM)，通過信息相關掃描方式(IDA)觸發增強子離子掃描(EPI)，結合建立的15種真菌毒素的標準譜圖庫檢索的多模式進行分析。結果表明，15種真菌毒素在0.05～200 μg/L范圍呈良好線性，相關系數均大于0.993，定量下限為0.05～2.5 μg/kg。樣品在1倍、2倍、10倍定量下限3個加標水平下的平均回收率為79.1%～95.5%，相對標準偏差(RSD)為3.2%～12.8%。該方法靈敏、簡便、準確，可用于干腌肉類中真菌毒素的檢測分析。

干腌火腿；真菌毒素；液相色譜-串聯質譜；分散固相萃取；QuEChERS

目前，多種真菌毒素同時檢測的方法主要有液相色譜法[7-11]和液相色譜-串聯質譜法[12-19](LC-MS/MS)。液相色譜法是常用的檢測方法，但其選擇性較差，多種毒素同時檢測受到限制，靈敏度也達不到要求。LC-MS/MS方法的選擇性好，操作簡單，省時，尤其是線性離子阱質量分析器，能夠在保證靈敏度的情況下達到定性化合物的目的。QTrap的優勢是既能得到化合物MRM的信息，也可以設定MRM域值(IDA設定)，通過EPI掃描得到化合物二級質譜碎片的全部信息，再結合譜庫檢索能實現對未知化合物的同時定性定量。本研究選擇易污染干腌火腿的常見產毒真菌代謝物為研究對象，建立了15種真菌毒素的LC-MS/MS譜庫，并采用QuEChERS前處理提取方法，結合譜庫檢索建立了干腌火腿中15種真菌毒素的快速LC-MS/MS測定方法。該方法簡便快速，可操作性強，只需一步提取濃縮即可同時定性定量分析干腌火腿中的多種真菌毒素，對企業及食品安全監管部門提供了有效的技術支撐。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

高效液相色譜-線性離子阱質譜聯用儀：AB eksigent ultra LC 100-XL/Qtrap 5500(美國AB公司)，配電噴霧離子源(ESI)；5810R型離心機(Eppendorf公司)；N-EVAP氮吹儀(Organomation Associates公司)；Milli-Q純水機(美國Millipore公司)；KQ-500型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

黃曲霉毒素B1(AFB1)、黃曲霉毒素B2(AFB2)、黃曲霉毒素G1(AFG1)、黃曲霉毒素G2(AFG2)、赭曲霉毒素A(OTA)、橘青霉素(Citrinin)、T-2毒素(T-2)、HT-2毒素(HT-2)、蛇形菌素(DSA)、新茄鐮孢菌醇(NEO)、疣孢青霉原(Verruculogen)均購于Biopure公司。O-甲基雜色曲霉素(MST)、雜色曲霉素(ST)、環匹阿尼酸(CPA)、青霉酸(Penicillic acid)購于Sigma公司。中性氧化鋁(Alumina-N)購于上海五四化學試劑有限公司，石墨炭黑粉(GCB)、C18(ODS)、PSA粉和氨丙基粉(NH2)購于Agela technologies inc公司；甲醇、乙酸乙酯、乙腈和甲酸均為色譜純，購于美國Biopure公司；實驗用水為超純水。

用乙腈配制真菌毒素標準儲備液(質量濃度100 mg/L) 各50 mL，存儲期6個月；然后用乙腈配制濃度分別為100 μg/L 的標準品中間液，再根據需要用干腌火腿提取液稀釋成適當濃度的混合標準工作液，于4 ℃保存，有效期3個月。

1.2 色譜條件

色譜柱：Eclipse Plus C18(3.0 mm×100 mm，1.8 μm)；柱溫：40 ℃；流動相A：水-乙腈-甲酸(900∶99∶1)+5 mmol/L乙酸銨；流動相B：乙腈-甲酸(999∶1)；梯度洗脫程序：0～3.0 min，5%～50% B；3.0～5.0 min，50%～90% B；5.0～8.0 min，90% B；8.0～8.1 min，90%～5% B；8.1～12 min，5% B；流速：0.4 mL/min；進樣體積：10 μL。

1.3 質譜條件

MRM掃描模式，電離源：ESI+；氣簾氣流量：35 L/min；離子電壓：5 500 V；碰撞氣：氮氣；干燥氣溫度：550 ℃；GS1：55 L/min，GS2：55 L/min；Q1分辨率為low，Q3分辨率為unit；15種真菌毒素的部分質譜參數見表1。當MRM信號域值大于IDA設定的5 000 cps時同時啟動EPI功能。EPI掃描范圍：80～750 Da；掃描速率：10 000 Da/s；離子源碰撞氣流速為high；建庫時碰撞能量(Collision energy，CE)為35，化合物子離子的碰撞能量(Collision energy spread，CES)設為15。

表1 15種真菌毒素的部分質譜參數

*quantitative ion

1.4 譜庫建立

對15種真菌毒素的混合標準品進行EPI掃描，CES為15 V，在20，35，50 V 3種碰撞能量下各采集1張EPI譜圖，平均后得到1張綜合EPI譜圖，將各真菌毒素的EPI譜圖輸入數據庫，同時填寫分子式、相對分子量及化學名稱等。

1.5 樣品處理

準確稱取(4±0.01) g絞碎均勻的干腌火腿樣品，置于50 mL具塞離心管內，加入20 mL乙腈-水-甲酸(79∶20∶1，下同)溶液均質30 s，超聲輔助萃取90 min，以10 000 r/min離心10 min，轉移上清液10 mL至20 mL干凈玻璃試管中，加入700 mg ODS渦旋振蕩2 min，靜置分層后，取5 mL上清液于干凈10 mL玻璃試管中氮氣吹干，用1 mL含0.1%甲酸的5%乙腈水溶液溶解，于渦旋振蕩器振蕩1 min，經0.22 μm雙系濾膜過濾，供QTrap LC-MS/MS分析測定。

2 結果與討論

2.1 樣品提取條件的選擇

提取溶劑對回收率的影響很大，常用的提取溶劑主要有甲醇-水[7-8,11,14]和乙腈-水[13,15-16,18-20]。比較了兩種提取液對15種真菌毒素回收率的影響，結果表明使用乙腈-水作為提取液時15種真菌毒素的回收率在50%～80%之間，各種毒素均比甲醇-水作為提取液的回收率提高了6%以上。進一步考察了提取液pH值對回收率的影響。實驗發現真菌毒素OTA和DSA在堿性和中性水溶液環境下不穩定，空白基質的加標回收率僅能達到50%左右，在提取溶液中加入1%甲酸后回收率可提高到80%以上。干腌火腿基質復雜，而常用的免疫親和柱及多功能凈化柱受真菌毒素化學性質的限制，不能同時凈化多種真菌毒素，并且凈化成本很高。本文使用QuEChERS方法[21-22]，同時考察了Alumina-N，GCB，ODS，PSA，NH25種凈化粉對15種真菌毒素的吸附回收率，通過標準品加凈化粉經質譜檢測并計算回收率，結果發現ODS對15種真菌毒素的吸附影響較小，回收率為93.5%～117.8%。而文獻報道中常與ODS聯合使用的PSA和NH2由于對OTA，CPA和Penicillic acid的吸附非常嚴重而不能使用，結果見表2。

表2 經ODS，Alumina-N，GCB，PSA，NH2吸附后15種真菌毒素的回收率

2.2 色譜條件的優化

由于待測15種真菌毒素的質荷比在171～534之間，化學性質相差較大，要達到良好分離比較困難，尤其是4種黃曲霉毒素(AFB1，AFB2，AFG1，AFG2)結構類似，且有相近或相同的碎片離子，出峰時間不合適易造成EPI譜圖干擾，影響譜庫檢索時對真菌毒素定性的判斷。實驗發現流動相為甲醇-水(各含0.1%甲酸，下同)時，疣孢青霉原和青霉酸的峰形不好，分離度達不到要求。參考已有文獻[15]，調整流動相為乙腈-水，經反復試驗確定了“1.2”所述流動相比例以及梯度洗脫方法，應用該方法時基線平穩，各組分能完全分離，真菌毒素的EPI譜圖無干擾且響應值高。

2.3 質譜條件的優化

將100 μg/L的15種毒素標準品溶液通過自動進樣泵以7 μL/min直接注入ESI離子源，在找到真菌毒素各自的準分子離子峰[M+H]+或[M+NH4]+后，分別優化其質譜參數，得到碎片離子信息，優化的MRM質譜參數見表1。化合物的EPI掃描譜圖和MS2掃描譜圖類似，可在優化真菌毒素質譜參數時同時建立其數據庫譜圖，也可在MRM掃描檢測時建立。為了達到同時定性、定量的目的，本研究采用MRM→IDA→EPI→數據庫檢索的模式。以MRM觸發EPI，可以同時獲得化合物的保留時間、峰面積以及全面的二級結構信息等，由于EPI掃描比MRM掃描響應值高100倍以上，從而提高了方法的靈敏度，并可通過EPI譜庫檢測和二級結構信息快速確認化合物結構。上述質譜條件下15種真菌毒素混合標準溶液(10 μg/L)的總離子流色譜圖、EPI譜圖以及MRM見圖1。

圖1 15種真菌毒素混合標準溶液的總離子流色譜圖、EPI譜圖和MRM圖

2.4 線性關系、檢出限與定量下限

對15種真菌毒素質量濃度在0.05～200 μg/L之間的系列混合標準溶液(用空白火腿提取液配制)進行測定，以各化合物峰面積的平均值(Y)對其質量濃度(X，μg/L)繪制標準曲線，其相關系數(r)均大于0.993。在干腌火腿基質中添加系列濃度的混合標準物質，以3倍信噪比(S/N=3)計算方法的檢出限(LOD)，以10倍信噪比(S/N=10)計算方法的定量下限(LOQ)，結果得15種真菌毒素的LOD為0.02～0.8 μg/kg，LOQ為0.05～2.5 μg/kg。15種真菌毒素的線性方程、相關系數、線性范圍、檢出限和定量下限見表3。

表3 15種真菌毒素的線性方程、相關系數、線性范圍、檢出限與定量下限(n=6)

2.5 準確度與精密度

在干腌火腿空白樣品中添加15種真菌毒素1倍、2倍、10倍定量下限3個水平的混合標準物質進行加標回收實驗。以回收率結果表示方法準確度，回收率的相對標準偏差(RSD)表示方法的精密度，每個水平平行測定6個樣品，測定結果見表4。結果顯示，15種真菌毒素在3個加標水平下的平均回收率為79.1%～95.5%，RSD為3.2%～12.8%。

表4 15種真菌毒素在空白樣品中的平均回收率及相對標準偏差(n=6)

2.6 實際樣品的測定

對超市購買的15份干腌火腿中的真菌毒素含量進行測定，結果在1份火腿樣品中檢出CPA，通過EPI譜庫檢索，樣品中CPA離子匹配度為70.2(匹配度值從0到100，大于60為可信)，檢測含量為1.07 μg/kg(n=3)，其EPI比對結果見圖2。

圖2 干腌火腿中陽性樣品EPI譜庫檢索結果

3 結 論

本文建立了一種基于QuEChERS原理的前處理技術，結合超高效液相色譜-線性離子阱質譜快速測定干腌火腿中15種真菌毒素殘留的方法，通過MRM掃描和EPI譜庫檢索，能夠實現對15種真菌毒素的同時定性、定量分析。該方法具有簡便、快速、靈敏、準確、實用性強等優點，可以滿足對干腌火腿中真菌毒素殘留的檢測要求。

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Determination of 15 Mycotoxins in Dry-cured Hams with QuEChERS-based Extraction and Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

GUO Li-qiang1*，GONG Xiao-ming1，DING Kui-ying1，WANG Ke2，SUN Jun1，ZHAO Han1

(1.Weifang Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Weifang 261041，China；2.Shijiazhuang Center for Disease Control and Prevention，Shijiazhuang 050011，China)

A method was developed for the simultaneous determination and identification of 15 mycotoxin residues in dry-cured hams，including aflatoxin B1，aflatoxin B2，aflatoxin G1，aflatoxin G2，ochratoxin A，citrinin，T-2 toxin，HT-2 toxin，diacetoxyscirpenol，neosolaniol，verruculogen，O-methyl sterigmatocystin，sterigmatocystin，cyclopiazonic acid and penicillic acid，by liquid chromatography-tandem triple-quadrupole linear ion trap mass spectrometry(LC-MS/MS).The dry-cured ham samples were purified by QuEChERS method after extraction with acetonitrile solution containing 1% formic acid，then separated on an Eclipse Plus C18column(3.0 mm×100 mm，1.8 μm) by gradient elution with mobile phases of 5 mmol/L ammonium acetate aqueous solution(containing 0.1% formic acid and 9.9% acetonitrile,A) and acetonitrile(containing 0.1% formic acid,B).A multiple reaction monitoring(MRM) as survey scan and an enhanced product ion(EPI) scan as dependent scan were performed in an information dependent acquisition(IDA) experiment.The identification of compounds was carried out by library search with a newly developed MS/MS library based on EPI spectra in positive mode.The results showed that the calibration curves were linear in the range of 0.05-200 μg/L for 15 mycotoxins with correlation coefficients(r) more than 0.993.The limits of quantitation(LOQs，S/N=10) were in the range of 0.05-2.5 μg/kg.The average recoveries(n=6) of 15 mycotoxins in dry-cured ham samples at three spiked levels(1 times，2 times，10 times of LOQ) ranged from 79.1% to 95.5% with relative standard deviations(RSDs) of 3.2%-12.8%.The method was sensitive，convenient and accurate，and could satisfy the demand for detection of mycotoxin residues in contaminated dry-cured meat.

dry-cured ham; mycotoxins; liquid chromatography-tandem mass spectrometry(HPLC-MS/MS)；dispersive solid phase extraction;QuEChERS

2014-10-22；

2014-11-10

國家質檢總局科研基金項目(2013IK177)；濰坊市科學技術發展計劃(2014RKX094)

10.3969/j.issn.1004-4957.2015.02.003

O657.63；S852.44

A

1004-4957(2015)02-0141-06

*通訊作者：郭禮強，碩士，工程師，研究方向：食品中真菌毒素檢測，Tel：0536-8862561，E-mail：glq1980@sina.com