UPLC-MS/MS在食品檢測中的應用價值

◎ 鄭茜玥，曹 維，譚 杰

（武漢海關技術中心，湖北 武漢 430050）

由于食品安全與人們健康及生活存在密切關聯，同時對社會的穩定和諧有一定影響，因此選擇合適的檢測技術在保證食品安全方面具有重要意義。分析發現，液相色譜存在較強的專屬性、較高的分離能力以及靈敏度，與質譜聯用后可進一步提升其定量定性的分析能力，因此超高效液相色譜-串聯質譜法（UPLC-MS/MS）被廣泛運用在各領域，與常規高效液相色譜相比，由于選擇較小粒徑的柱填充材料以及較高的泵壓，UPLC-MS/MS分離效果更好[1-2]。另外UPLC-MS/MS能夠分離分析物質母離子，并按照一定的規則將母離子轉變成子離子，對母離子與子離子的關系開展深入的分離分析，得到目標分析物的具體結構信息，在食品樣品復雜基質的痕量成分檢測中具有重要意義[3]。雖然UPLC-MS/MS在食品檢測中的價值已被證實，但對其具體機制尚未形成統一認識，本文對此展開敘述，為保證食品安全提供參考。

1 UPLC-MS/MS概述

高效液相色譜作為分離分析技術之一，主要是在經典色譜基礎上增加氣相色譜的理論，并選擇液體作為流動相，同時包含高效分離的固定相、高壓泵以及靈敏度較高的檢測器，有效提升了分離效果以及分析速度。經分析發現[4]，其分離原理為樣品溶液內各個組分在兩相上存在不同分配系數，當兩相進行相對運動后，通過重復數次的吸附以及解吸分配環節，各組分的移動速度存在差異，在不同時間從色譜柱中流出后進入檢測器，進而對樣品展開分析。而超高效液相色譜是在此基礎上進行改良，選擇1.7 μm及以下的色譜柱填料，獲得更高的柱效，且在線速度范圍中效果穩定，可明顯增加流動相流速，并促進液相色譜分離度及樣品通量改善，進一步增強分離功能，顯著提升分析工作的質量水平[5]。隨著檢測技術的進步，將超高效液相色譜與質譜聯合，形成UPLC-MS/MS，可最大程度提升分離性能，并提升靈敏度及檢測效果，尤其是在復雜體系分離分析或者化合物結構鑒定中效果更突出，值得推廣使用[6]。

2 UPLC-MS/MS與食品農藥殘留

農藥的推廣使用雖然能夠提升農作物的產量，節省勞動人民的體力，但其殘留物進入食物鏈后會引發嚴重的食品安全問題。由于食品中農藥殘留一般為痕量，長期攝入可在機體中堆積，達到一定劑量后直接危及生命安全。曾有報道顯示[7]，植物油、糧食、果蔬中可能覆蓋數百種農藥，應受到政府各部門的重點關注。有研究表示[8]，選擇UPLC-MS/MS檢測草莓中農藥殘留情況，并觀察不同前處理方式的凈化結果，發現農藥在0.000 7～1.000 0 mg·L-1時線性關系較好，且相關系數＞0.97，相對標準偏差＜12%，不同加標水平時的平均回收率在77%～100%，啶氧菌酯、吡唑醚菌酯以及雙炔酰菌胺等檢測下限是0.01 mg·kg-1，表明UPLC-MS/MS具備操作簡便、快速、靈敏度高等優勢，且抗基質干擾能力較高，在草莓殘留物的檢測中效果較好。

3 UPLC-MS/MS與食品獸藥殘留

獸藥在防治病蟲害、提升肉類食品產量及質量上具有一定積極作用，但隨著獸藥廣泛及不合理使用，食品中獸藥殘留可對人們健康造成負面影響。但獸藥殘留分析作為微量以及超微量分析范疇，因此對檢測儀器的要求更高。加上其種類較多且結構復雜，對檢測方式的速度以及通量提出更高要求。而UPLC-MS/MS具有簡便、快速、高通量以及靈敏度高等優勢，將其運用于食品獸藥殘留的檢測中，可獲得較高的應用價值。

分析發現，牛奶中獸藥殘留以抗生素及其代謝物為主，而牛奶的成分較復雜，包含乳糖、脂肪以及蛋白質等，利用UPLC-MS/MS進行測定，可能需要清除其中脂肪及蛋白質等基質的干擾，隨后對其目標分析物進行分離純化，可有效降低基質效應。有報道顯示[9]，選擇UPLC-MS/MS測定牛奶上多種抗生素殘留情況，結果發現其目標分析物的定量限為0.1～1.0 μg·kg-1，回收率70%～95%，相對標準偏差4.0%～9.5%。由此看出，UPLC-MS/MS檢測牛奶中獸藥殘留的效果較好，其定量限較低，且精密度良好，同時存在高通量檢測功能。

另外蛋類及肉類食品中也極易殘留獸藥，主要是因為禽類及家畜類集約化飼養期間使用較多獸藥，且獸藥種類較多、化學性質存在較大差異，因此檢測禽畜肉類殘留多種痕量獸藥的難度較高。若選擇UPLCMS/MS對此進行測定，并選擇增強型脂質去除固相萃取、復合固相萃取柱凈化、QuEChERS-中空纖維素膜凈化對樣品進行前處理，可順利測得禽畜肉類中金剛烷胺類、β-受體激動劑類等多類型獸藥殘留情況，且檢測限可達 0.05 μg·kg-1[10]。總而言之，UPLC-MS/MS測定蛋類以及肉類食品中獸藥殘留的效果較好，且靈敏度較高，能滿足多種獸藥殘留同時篩查的要求，縮短檢查時長。

4 UPLC-MS/MS與食品生物毒素

生物毒素通常表示各類微生物分泌的有毒物質，其容易污染食品，并導致人們中毒、致殘或者致癌等，因此嚴格控制食品中生物毒素污染具有重要意義。

真菌毒素為真菌在生長繁殖期間出現的有毒次生代謝產物，極易使植源性食品在生產、加工及儲存過程中受到污染，對動物及人類的危害極大[11]。利用UPLC-MS/MS檢測真菌毒素時，首先選擇增強型脂質去除凈化技術、復合柱凈化等方式進行樣品前處理，并通過C18色譜柱分離，調整ESI+/ESI-以及MRM模式，測定花生中真菌毒素，其檢出限以及定量限分別為 0.1 ～ 10.0 μg·kg-1以及 0.5 ～ 25.0 μg·kg-1，回收率80.5%～114.0%，相對標準偏差2.0%～10.5%[12]。由此看出，UPLC-MS/MS測定真菌毒素的檢測限較低，且能同時開展多類型真菌毒素的檢測，尤其適用于大批量食品的真菌毒素檢查。

5 結語

UPLC-MS/MS包含超高效液相色譜的分離性能與質譜的高鑒別性、高靈敏度等優勢，兩種檢測技術聯用后可進一步提升檢測水平，成為目前臨床應用最為廣泛且有效的分析技術，可滿足食品安全檢測的要求。未來，UPLC-MS/MS的應用范圍應重點放在和現代樣品制備技術相聯合的發展上，從而規避食品復雜基質組分的干擾，并顯著提升食品安全檢測的特異度。另外還可將UPLC-MS/MS檢測方式歸納于國家標準規定中，不斷完善其檢測方式，使其更加規范且科學，進一步提高UPLC-MS/MS在食品安全檢測中的價值。