液相色譜-質譜技術在食用農產品檢測中的應用及問題分析

譚繼鑫，吳立平，李 娟

（攀西釩鈦檢驗檢測院，四川攀枝花 617000）

食用農產品在人們日常生活中必不可少，包括蔬菜、水果、畜禽肉類和水產品等，是維持人們身體健康的必要營養來源。隨著人們生活水平的不斷提升，人們的健康理念不斷升級，對質量好、品質優的食用農產品需求越來越高，吃得好、吃得營養健康成為更多人的選擇[1]。因此，食用農產品中農、獸藥殘留問題得到人們的廣泛關注。液相色譜-質譜法在農藥、獸藥殘留檢測方面應用廣泛，相關農藥、獸藥殘留檢測標準也不斷向液相色譜-質譜法靠攏。但在農產品農藥、獸藥殘留檢測過程中，多樣的農產品種類及復雜的基質增加了檢測難度，對檢測儀器性能及檢測人員的要求越來越高。

1 液相色譜-質譜法概述

1.1 原理及分類

液相色譜-質譜技術是指樣品中各組分經液相色譜儀分離后經適用的接口導入質譜儀中，質譜檢測器利用質荷比對物質進行二次分離，最終完成目標組分有效分析的技術[2]。液相色譜-質譜技術按接口技術可分為電噴霧離子化技術（Electro Spray Ionization，ESI）、大氣壓化學離子化技術（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）、大氣壓光電離子化技術（Atmospheric Pressure Photoionization Ionization，APPI）和基質輔助激光解吸離子化技術（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，MALDI）[3]；隨著離子化接口技術的發展，質量分析器也同步發展，出現了四極桿質譜儀、離子阱質譜儀、飛行時間質譜儀和傅立葉變換離子回旋共振質譜儀[4]。目前應用較為廣泛的是電噴霧離子化技術和大氣壓光電離子化技術與四極桿質量分析器聯用的液質聯用儀。

1.2 優勢

農藥或獸藥殘留相關食品安全問題因殘留量低、檢測基質效應明顯，實際檢測中對目標物干擾強、檢測難度大，常規檢測方法難以做到痕量或超痕量檢測。針對痕量檢測，需要選擇具有高靈敏度和低檢測限的檢測技術，以保證數據的準確性與可靠性[5]。目前，應用較為廣泛的農、獸藥殘留檢測技術有液相色譜-質譜法、氣相色譜-質譜法等。其中，氣相色譜-質譜法適用于沸點較低、熱穩定性好的小分子有機化合物的定性和定量分析，而液相色譜-質譜法可以進行沸點較高、極性強、難揮發和熱不穩定性化合物的檢測[6]，以及相對分子質量大的化合物（蛋白、多肽等）的分析，且檢測分析能力強、靈敏度極高，即使樣品在色譜柱上未完全分離，也可以通過質譜圖中特征離子進行分辨，能夠提高檢測結果的準確性和有效性，節省分析時間和步驟。因此，液相色譜-質譜技術在農藥或獸藥殘留檢測領域應用廣泛。

2 液相色譜-質譜技術在食用農產品檢測中的應用

2.1 蔬菜水果中農藥殘留的檢測

為防止病蟲害及雜草生長，各種農藥被廣泛應用在現代農業生產中。農藥雖為農業生產帶來了極大的便利[7]，但違規使用禁用農藥或超量、超范圍使用農藥導致的農藥殘留問題也越來越突出，不僅造成環境污染，還對人們的身體健康產生威脅。

近年來，國家整合了大量的農藥殘留檢測相關行業標準和國家標準，形成以GB 23200 系列為主的檢測標準，如GB 23200.8 系列、GB 23200.19—2016、GB 23200.113—2008、GB 23200.121—2021等[8]，該系列標準檢測方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-質譜法以及液相色譜-質譜法等，幾乎涵蓋目前所有在售和禁用農藥品種。在蔬菜水果檢測過程中，因其自身基質復雜、殘留限量較低等，農藥殘留分析對儀器靈敏度、選擇性、分辨率要求均較高，復雜基質樣品檢測往往需要達到痕量或超痕量級要求，液相色譜-質譜法因在檢測時選擇性與靈敏度高而被廣泛應用[9]。例如，豇豆中噻蟲胺在國家標準GB 2763—2021 中的限量值與指定檢測方法所能達到的檢出限或定量限相同，均為0.01 mg·kg-1，并要求選用液相色譜-質譜法檢測。

為保證數據的重現性和準確性，減少基質效應對目標物的影響，以及降本增效、減少污染，研究人員樣對早期前處理方法不斷優化，形成了以QuEChERS 提取凈化為主流的前處理技術，并在各類檢測方法標準中廣泛應用。

2.2 畜禽肉中獸藥殘留的檢測

隨著我國農業生產力水平的提高，居民能量攝入得到保障，飲食結構也隨之發生改變。畜禽肉因含有豐富的優質蛋白，容易被人體吸收利用，使其在居民飲食結構中的占比越來越高。我國是畜禽肉生產與消費大國，獸藥在畜禽養殖中起著至關重要的作用，不僅能夠減少養殖過程中動物的患病率與死亡率，還能促進動物生長、改善動物肉質。但誤用、濫用獸藥的現象時有發生，使得部分畜禽產品獸藥殘留量嚴重超標，不僅影響畜禽肉類產品品質，而且影響消費者的身體健康[10]。

畜禽肉中較為常見的獸藥殘留有抗生素類（氯霉素、甲砜霉素、多西環素等）、磺胺類（磺胺甲氧噠嗪、磺胺噻唑、磺胺間二甲氧嘧啶等）、呋喃類（呋喃妥因、呋喃它酮等）[11]、抗寄生蟲類（甲硝唑、地美硝唑等）和激素類藥物（克倫特羅、沙丁胺醇等）。獸藥濫用或超量使用導致部分獸藥及其代謝產物未被動物及時吸收和代謝，殘留于動物體內及其肉制品中，消費者食用后這些獸藥殘留會轉移到體內，蓄積到一定量后，就會引起慢性中毒甚至“三致”效應。獸藥殘留分析面臨的難題主要是樣品基質復雜、藥物殘留代謝物復雜及干擾物質較多，對檢測技術與設備的要求非常高。液相色譜-質譜技術因適用性強、靈敏度高等優點，被廣泛應用于獸藥殘留檢測中[7]。

2.3 水產品中農獸藥殘留的檢測

水產品包括各種淡水和海水魚類、蝦、蟹、貝類和海藻類等，因蛋白質含量高、微量元素多，以及味道鮮美[12]，深受人們喜愛。水產品生長環境復雜，養殖過程中為減少病害影響，促進養殖水產品的生長速度，通常需要使用各類獸藥，如抗生素、殺蟲劑、生長激素等，部分養殖戶甚至可能使用禁用藥品，如孔雀石綠、諾氟沙星、培氟沙星、氧氟沙星等，其中孔雀石綠因對水產品中寄生蟲、真菌或細菌感染治理效果明顯，諾氟沙星、培氟沙星、氧氟沙星等合成抗菌藥在降低水產品發病和死亡率等方面具有重要作用而屢禁不止[13]。長期使用各類農、獸藥極易造成水產品中農、獸藥殘留累積，當人們食用該類產品后會在體內進一步富集，若無法及時代謝，最終將對人們身體健康造成危害，激素類獸藥還可能會對青少年的生長發育造成影響[14]。隨著我國農業農村部1077 號系列公告及GB 31658 系列標準的發布，相關標準大量采用液相色譜-質譜技術檢測水產中獸藥殘留，檢測結果的準確性得到進一步提高，滿足了水產中獸藥殘留檢測中高通量、高分辨力的需求。

3 液相色譜-質譜技術在檢測中遇到的問題及解決對策

3.1 檢測樣品基質效應問題

由于蔬菜水果、畜禽肉、水產品等食用農產品基質及目標物提取過程復雜，對目標物檢測分析有明顯干擾，影響分析結果的準確性。主要干擾源為樣品本身基質引入的干擾與樣品前處理引入的外源性干擾。針對基質干擾問題可采用改進前處理凈化方式的方法解決，即液液萃取、QuEChERS 凈化、固相萃取等；檢測過程通過基質標準曲線改善基質干擾問題；利用同位素內標法可有效抵消質譜離子化過程中的基質效應[15]、消除前處理過程造成的損失；改變離子化方式，可有效降低基質效應，其離子化方式抗基質干擾能力依次為APPI＞APCI＞ESI[16]；優化色譜與質譜條件，盡量將基質干擾物與目標物分離；注重器皿、耗材的清潔問題，避免外源物質表面活性劑產生的基質效應。

3.2 儀器狀況與消耗品引起的背景噪聲與干擾

隨使用時間的不斷增加，儀器性能狀態會不斷下降，最終引起儀器穩定性下降、背景噪聲升高；同類消耗品因生產廠家、生產工藝以及原材料不同，質量可能存在較大的差異，因此引起的本底干擾也不盡相同。面對此類問題可以通過定期清洗設備流路與質譜前端系統，維護液相色譜、質譜檢測器及氮氣發生器來減少因檢測設備污染引入的干擾；選用高純度的化學試劑、標準品，降低因試劑耗材選用不當引入的噪聲與干擾。

3.3 檢測過程中各環節帶入的污染問題

污染問題主要包括樣品制備過程中的交叉污染問題、前處理環節中的試劑與器皿污染問題、設備間的交叉污染問題以及質譜檢測器離子源污染問題等。為避免污染問題引起檢測結果異常情況，需嚴格按照操作規范清洗各類儀器設備、盡量現配現用各類試藥試劑、定期清洗離子源、做好實驗過程中的各類防護。

4 結語

液相色譜-質譜技術因具有分析范圍廣、靈敏度高、分辨力高的特性，可滿足樣品痕量甚至超痕量級別組分檢測的需要，因此被廣泛應用于果蔬、畜禽肉及水產品等食用農產品領域的檢測。同時液相色譜-質譜聯用設備價格高昂，試劑、標準品等消耗品純度和質量要求較高，致使中小型實驗室難以負擔。另外，液相色譜-質譜聯用技術基質效應明顯，為保證檢驗結果的穩定性與重現性，對樣品前處理提出了更高的要求。隨著液相色譜-質譜技術的逐漸完善，其檢測靈敏度不斷提高、應用領域不斷擴大，在科研和檢測領域得到長足發展。