液相色譜-質譜聯用技術在食品安全檢測中的應用

摘要：高效、準確的檢測技術是保障食品安全的關鍵，而液相色譜-質譜聯用技術（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，在復雜基質中痕量目標物的檢測方面展現出顯著優勢，為食品安全質量控制提供了強有力的技術支撐。本文闡述了LC-MS技術的基本原理以及食品安全檢測的重要性，并探討了該技術在農藥殘留、真菌毒素、食品添加劑和重金屬污染物檢測等方面的具體應用。

關鍵詞：液相色譜-質譜聯用；食品安全檢測；技術應用

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，隨著人們生活水平的提高，食品安全問題日益受到關注。我國每年發生的食品安全事故較多，其中重大食品安全事件頻繁發生，這不僅給人們的身體健康帶來極大危害，也對社會穩定和經濟發展造成嚴重影響。造成食品安全問題的因素有很多，如農藥殘留、重金屬污染、添加劑濫用、真菌毒素污染等。及時準確地檢測出食品中存在的有害物質，對保障食品安全、維護公眾健康具有重要意義。傳統的食品安全檢測方法，如化學分析法、色譜法等，存在檢測速度慢、靈敏度低、操作復雜等缺點，難以滿足日益增長的食品安全檢測需求。液相色譜-質譜聯用技術（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）作為一種先進的分析檢測手段，具有靈敏度高、選擇性強、速度快等優勢，在食品安全檢測領域得到越來越廣泛的應用。

1 液相色譜-質譜聯用技術的基本原理

液相色譜-質譜聯用技術是一種將液相色譜與質譜兩種分析技術有機結合的現代分析方法。在應用液相色譜-質譜聯用技術檢測的過程中，待測物質經液相色譜柱分離后，以適當形式進入質譜離子源，在高能電子或其他粒子的轟擊下電離、解離并產生帶電碎片離子，這些離子在電場和磁場的作用下按照各自質荷比被分離，由檢測器接收并轉化為相應的質譜信號。通過對質譜信號的解析和數據處理，可定性和定量分析復雜基質中的目標化合物[1]。

與傳統的液相色譜技術相比，LC-MS具有更高的靈敏度和選擇性。液相色譜可將復雜樣品中共存組分有效分離，質譜則可根據待測物獨特的質譜裂解模式對其進行專屬性識別，二者的聯用可實現對復雜基質中痕量目標物的高靈敏度檢測[2]。LC-MS所采用的軟電離技術如電噴霧電離（Electrospray Ionization，ESI）和大氣壓化學電離（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）等，可使樣品分子在較低能量下發生電離，避免了化合物過度碎裂，從而獲得較完整的分子結構信息。同時，LC-MS可與多級質譜技術聯用，通過對母離子進行二級甚至多級裂解，獲得更豐富的結構信息，進一步提高分析的特異性。三重四極桿質譜、四極桿-飛行時間質譜、線性離子阱質譜等多種質量分析器的出現，使LC-MS技術的應用領域不斷拓寬。總之，LC-MS技術憑借其獨特的分離和鑒定能力，已成為食品安全檢測領域不可或缺的利器。

2 食品安全檢測的重要性

食品安全關乎民生福祉，是國家穩定和社會經濟繁榮發展的基石。隨著經濟全球化和食品工業化進程的加快，食品供應鏈日益復雜，食品安全風險不斷加大。一些不法分子為追求高額利潤，在食品生產加工過程中違規使用農藥、抗生素，非法添加各種有毒有害物質，致使食品安全事故頻發。我國作為人口大國，食品安全問題尤為突出。面對食品安全所面臨的嚴峻形勢，加強食品安全檢測顯得尤為迫切和重要。食品安全檢測是識別和控制食品安全風險的重要手段，是保障食品安全、維護消費者權益的基本前提。通過食品安全檢測，可及時發現和控制食品生產加工過程中的危害因素，防范食品安全事故的發生。同時，食品安全檢測也是執法部門打擊食品違法犯罪行為、凈化食品市場環境的有力武器。

檢測技術和檢測標準是食品安全檢測的基礎。先進的檢測技術如LC-MS等，為快速、靈敏、準確地檢測食品中的有害物質提供了強有力的技術支撐[3]。而科學合理的食品安全標準，則是開展食品安全檢測的重要依據。只有不斷完善食品安全標準，采用先進的檢測技術和儀器，建立完善的食品安全檢測體系，才能為從農田到餐桌的食品安全提供全方位的保障。

3 液相色譜-質譜聯用技術在食品安全檢測中的應用

3.1 農藥殘留檢測

農藥在農業生產中發揮著防治病蟲害、調節植物生長的重要作用，然而農藥的不合理使用卻可能導致農產品和食品中農藥殘留超標，危害消費者健康。液相色譜-質譜聯用技術憑借其優異的分離能力和極高的靈敏度，已成為農藥多殘留檢測的首選分析技術。在實際應用中，LC-MS技術常采用三重四極桿質量分析器，在多反應監測模式下對目標農藥進行定性和定量分析。例如，LC-MS/MS技術可在單次進樣時對數十乃至上百種農藥殘留進行同時檢測，極大提高了檢測通量和效率。除常規的定量檢測外，LC-MS技術在農藥代謝動力學研究、農藥非法添加識別等方面也發揮著重要作用。通過對農藥在農作物體內代謝過程的分析，可評估農藥在農產品中的降解行為，確定科學的農藥使用規程和安全間隔期，降低農產品農藥殘留風險。

3.2 真菌毒素檢測

真菌毒素是一類由真菌產生的次生代謝物，具有急性或慢性毒性，可通過污染農作物進入食物鏈，對人畜健康構成嚴重威脅。液相色譜-質譜聯用技術以其優異的分離能力、高靈敏度和高選擇性，在真菌毒素檢測領域得到廣泛應用。

真菌毒素種類繁多，理化性質差異較大，傳統的檢測方法難以實現對多種真菌毒素的同時分析。與生物學方法和免疫學方法相比，LC-MS技術具有更高的特異性，可有效區分結構相似的真菌毒素，避免假陽性結果的出現。例如，黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2等異構體在傳統方法中易發生交叉反應，而采用LC-MS/MS技術，可通過優化多反應監測參數，準確區分并定量不同異構體。此外，LC-MS/MS技術具有極高的靈敏度，可檢測痕量水平的真菌毒素。例如，張養東等[4]采用LC-MS/MS技術檢測青貯玉米中10種霉菌毒素，檢出限為0.15～1.00 μg·kg-1，遠低于國家限量標準。

除常規的真菌毒素外，LC-MS技術在掩蔽性真菌毒素、結合態真菌毒素等新型真菌毒素檢測方面也展現出巨大優勢。采用液相色譜-四極桿飛行時間質譜聯用技術、液相色譜-靜電場軌道阱質譜聯用技術等高分辨質譜技術，可對谷物、油料等樣品中未知真菌毒素進行全面篩查，并對可疑物質進行結構解析和鑒定，為真菌毒素的風險評估提供更全面的數據支持。

3.3 食品添加劑檢測

食品添加劑在改善食品品質、延長保質期等方面發揮著重要作用，但其非法添加或超量使用卻可能危害消費者健康。液相色譜-質譜聯用技術憑借其出色的分離能力和檢測靈敏度，已成為食品添加劑檢測領域的重要分析手段。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，其理化性質差異較大，給檢測分析帶來挑戰。液相色譜技術可根據不同食品添加劑的極性、pH值等性質，優化色譜柱類型和流動相組成，實現對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。質譜技術可進一步提高食品添加劑檢測的靈敏度和特異性。電噴霧電離源在食品添加劑分析中得到廣泛應用，可使帶電或極性分子有效電離。三重四極桿質譜儀在多反應監測模式下，可對食品添加劑進行高靈敏度、高選擇性檢測。

除常規食品添加劑外，LC-MS技術在新型食品添加劑篩查、非法添加劑識別等方面也顯示出優勢。超高效液相色譜與高分辨質譜如飛行時間、軌道阱等聯用，可對復雜食品基質中的未知添加劑進行快速篩查和鑒定。例如，采用超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜技術對牛奶、奶粉等乳制品中的非法添加劑進行非目標篩查，可有效識別三聚氰胺、三聚氰酸等物質。

3.4 重金屬污染物檢測

重金屬污染是食品安全領域的重要問題之一。汞、砷、鉛、鎘等重金屬元素具有毒性大、穩定性強、生物富集性高等特點，通過食物鏈可在生物體內蓄積，對人體健康構成嚴重威脅。液相色譜-質譜聯用技術憑借其優異的分離能力和超高的檢測靈敏度，在食品重金屬污染物檢測中發揮著不可替代的作用。

與傳統的原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法等技術相比，LC-MS技術可實現重金屬污染物的形態分析和價態分離，為準確評估重金屬的毒理學效應提供更多信息。通過優化色譜柱類型和流動相組成，液相色譜技術可有效分離重金屬元素的無機態和有機態，如亞甲基汞、甲基汞等有機汞，三價砷和五價砷等不同價態砷。電感耦合等離子體質譜（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）技術是重金屬分析的重點技術。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，產生重金屬元素的特征離子。高靈敏度的質量分析器如四極桿、三重四極桿等，可對重金屬離子進行高選擇性檢測，實現痕量級別的定量分析[5]。

4 結語

液相色譜-質譜聯用技術憑借其高靈敏度、高選擇性和多靶向分析能力，在食品安全檢測領域發揮著越來越重要的作用。在農藥殘留、真菌毒素、食品添加劑和重金屬污染物檢測方面，LC-MS技術展現出了顯著的優勢。隨著技術的不斷進步，高分辨質譜、多級質譜等新型技術的應用，將進一步提高食品安全檢測的準確性和全面性。未來，LC-MS技術有望與人工智能、大數據分析等新興技術融合，實現食品安全風險的智能預警和全程監控。同時，便攜式、快速檢測等新型LC-MS設備的開發，將使食品安全檢測更加便捷高效，為保障人們“舌尖上的安全”提供有力支撐。

參考文獻

[1]劉柏林，莊美慧，趙紫微，等.高分辨質譜技術在食品安全污染物高通量檢測中的應用進展[J].安徽預防醫學雜志，2024，30（3）：230-234.

[2]柯洋洋，李凡.液相質譜聯用技術在食品安全檢測中的應用研究：以農藥殘留為例[J].中外食品工業，2024（7）：23-25.

[3]楊惠宇，趙瑩，潘發林.高效液相色譜-串聯質譜技術在水產品安全檢測中的應用[J].農業開發與裝備，2021（8）：73-74.

[4]張養東，楊軍香，宋孝明，等.青貯玉米中10種霉菌毒素LC-MS/MS檢測方法的建立和應用[J].飼料工業，2016，37（19）：45-49.

[5]蔡瑋，趙博，趙少雷，等.ICP-QQQ-MS法分析嬰幼兒谷物輔助食品中鎘含量的干擾及其校正[J].食品科學，2024，45（14）：234-239.