LC-MS/MS在食品安全檢測中的運用

◎ 沈 倩，曾 濤，徐 跡，鄭向前，畢學瑞，楊映華

（西雙版納州質(zhì)量技術監(jiān)督綜合檢測中心，云南 西雙版納 666100）

食品安全問題是指食物中有毒、有害物質(zhì)對人體健康產(chǎn)生影響的公共衛(wèi)生問題。食品安全也是探討食品加工、存儲、銷售等過程中確保食品安全、降低疾病風險、防止食物污染的一個跨學科領域，故食品安全十分重要。為了解決食品安全的問題，需要食品生產(chǎn)企業(yè)按照要求和規(guī)定進行生產(chǎn)和銷售，需要行政監(jiān)管部門行使其監(jiān)管的權利，還要食品檢測機構(gòu)方法和技術的及時更新。食品檢測的方法包括感官檢驗、理化檢驗、微生物檢驗，可是這些檢測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)譜等大型儀器設備進行分析。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，但對于化學結(jié)構(gòu)復雜的物質(zhì)成分的檢測，受制于設備的檢測能力還存在一定的局限性。因此對于特殊化合物的鑒定和檢測就必須選擇高通量高靈敏度的分析技術，氣質(zhì)和液質(zhì)聯(lián)用技術的發(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)譜技術在化合物的定性和定量方面具有獨特優(yōu)勢，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。隨著分析技術的發(fā)展，氣質(zhì)聯(lián)用技術受限于氣相色譜只能達到對低分子量、耐熱、易揮發(fā)化合物的分析要求，因此只能對食品中耐熱、易揮發(fā)性成分進行超痕量分析，分析檢測范圍相對較窄。但面對大分子量、熱穩(wěn)定性差、不易揮發(fā)的化合物迫切需要新的技術方法解決問題，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)用技術也受到了高度關注。液質(zhì)聯(lián)用技術在食品安全、環(huán)保、醫(yī)療等方面得到了廣泛應用，食品檢驗人員也在農(nóng)藥殘留、獸藥殘留和添加劑等方面進行了大量探討和研究。本文在敘述液質(zhì)聯(lián)用技術特點基礎之上，對近年來液質(zhì)聯(lián)用技術在食品安全檢測的應用研究進行探討，為該技術在食品安全檢測領域的應用提供參考。

1 液質(zhì)聯(lián)用技術以及技術特點

近些年來，伴隨檢測設備的快速發(fā)展，質(zhì)譜技術從單級質(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儀器，除了有強選擇性外，還能解決離子碎片對準確度的干擾，通過多種掃描方式達到化合物的定性和定量的目的。液質(zhì)聯(lián)用技術曾經(jīng)的發(fā)展難題為離子源接口技術，將液相色譜和高真空質(zhì)譜系統(tǒng)進行聯(lián)用，再將分析的樣品電離成碎片，得到有信息的離子后，使其進入真空系統(tǒng)進行分析。隨著大氣壓化學電離技術和電噴霧技術的日趨完善，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、高準確性、高選擇性、分析檢測范圍寬等強大功能，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、扇形磁場分析器、飛行時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。液質(zhì)聯(lián)用（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）技術作為新型的現(xiàn)代儀器分析手段，主要有以下特點。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，通過特征離子色譜圖能分別進行定性定量。②檢測限低，具備高靈敏度、高準確性、高選擇性等特點，在農(nóng)獸藥殘留、真菌毒素、違禁物質(zhì)等分析檢測領域得到了廣泛的應用。

2 LC-MS/MS聯(lián)用技術在食品安全檢測中的應用

2.1 在農(nóng)藥殘留檢測中的應用

在新時期發(fā)展過程中，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)過程中使用大量農(nóng)藥，長期使用導致農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品里集聚而導致污染，大量食用農(nóng)作物后給人體健康帶來了安全隱患。因此農(nóng)藥使用情況已經(jīng)引起人們的高度重視，國家針對農(nóng)藥殘留制定出了相關的產(chǎn)品標準、檢驗標準和法律法規(guī)來進行約束和管理，以減少食品安全事故的發(fā)生。在檢測過程中，檢測人員均會采用常規(guī)氣相色譜和氣相色譜-質(zhì)譜來進行農(nóng)藥殘留檢測，但對分子量大、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效果，為解決此技術難題檢測人員使用LC-MS/MS聯(lián)用技術檢測食品中的特殊農(nóng)藥殘留量，從而達到準確檢測農(nóng)藥殘留的目的。劉艷榮等[1]建立了液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定枸杞中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)線性關系良好，相關系數(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)藥殘留的檢測分析。

2.2 在獸藥殘留檢測中的應用

食品構(gòu)成中動物源性食品是人們獲取蛋白質(zhì)必不可少的來源，可是當今社會養(yǎng)殖戶為了快速獲得經(jīng)濟利益，在動物養(yǎng)殖過程中添加各種激素類藥物和抗生素，以達到縮短生長周期、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)飲食進入人體，對人體健康造成威脅，兒童的肥胖和生長發(fā)育過快等問題尤其突出。獸藥殘留作為動物食品安全檢測的關鍵指標，其檢驗檢測應引起高度重視。鑒于上述情況，需借助于液質(zhì)聯(lián)用技術做好有關肉制品的檢測工作。張穎等[2]建立QuEChERS技術結(jié)合LC-MS/MS同時測定養(yǎng)殖水產(chǎn)品中15種喹諾酮抗生素的快速檢測方法。試驗表明，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)線性關系良好（r2＞0.998），RSD在2.3%～10.2%（n=6）。以該方法對多種養(yǎng)殖水產(chǎn)樣品進行分析，具有前處理簡單快速、凈化效果好、靈敏度高的特點，適用于養(yǎng)殖水產(chǎn)品中多組分喹諾酮類抗生素的檢測。

2.3 在毒素檢測中的應用

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。為避免微生物生長過程造成的安全隱患，造成不可逆的人員財產(chǎn)損失，食品檢測人員引進LC-MS/MS聯(lián)用技術進行毒素的精確定性和定量。周敏等[3]試驗建立了分散液相微萃取技術和高效液相色譜-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，相關系數(shù)為0.993 3～0.999 0，樣品加標回收率為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、多反應監(jiān)測方式，同時對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個水平的14種化合物混合標準溶液，進行前處理，測定目標化合物，每個水平進行6次實驗，結(jié)果表明14種化合物的平均回收率為65.3%～130.1%，相對標準偏差為0.56%～11.40%。該方法簡便快速、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)檢測中的應用

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)，給人們的健康帶來不良影響和造成安全隱患。液質(zhì)聯(lián)用技術是檢測違禁物質(zhì)的常用技術手段，它可以檢測豆芽中的生長促進劑、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，加標回收率為93.9%～101.2%，相對標準偏差為2.44%。尤研[7]建立三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀測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，提取液過凈化柱純化。結(jié)果顯示，三重四極桿液質(zhì)聯(lián)用法對三聚氰胺的檢出限為0.001 5 mg·kg-1，標準曲線在 0.01 ～ 0.50 μg·mL-1，相關系數(shù)為 0.999 8，線性良好，再回收率為85%～89%，適用于檢測低濃度的樣品。

2.5 在鑒定保健品功效物質(zhì)中的應用

隨著社會老齡化的快速發(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題，消費者購買并服用后，輕者面臨經(jīng)濟損失，重者可引起疾病甚至死亡，因此健康產(chǎn)品的檢測非常緊迫。但在檢測保健品中的成分時，有些物質(zhì)不穩(wěn)定、易揮發(fā)，會影響檢測結(jié)果。對此，檢測人員可采用LC-MS/MS聯(lián)用技術。勵炯等[8]建立了性保健品中非法添加15種壯陽類化學成分的實心核顆粒色譜分離LC-MS/MS檢測方法。結(jié)果表明，15種壯陽類化學成分質(zhì)譜檢測的分離度較好，線性范圍寬，相關性好，r2≥0.995 4；方法精密度以6次測定值的RSD表示，為0.9%～3.3%；3個質(zhì)量濃度進行添加實驗，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

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