液相色谱-质谱联用技术在水产品药残分析中的应用

钟仕花 陈成良 林敏霞 许远泉

（深圳市农产品质量安全检验检测中心，广东深圳518005）

液相色谱-质谱联用技术在水产品药残分析中的应用

钟仕花*陈成良 林敏霞 许远泉

（深圳市农产品质量安全检验检测中心，广东深圳518005）

根据常见水产品兽药残留的检测项目，介绍了几种液相色谱-质谱联用技术在水产品药残检测的应用，总结了其发展趋势。目前，超高效液相色谱被越来越广泛的用于分离系统，电喷雾电离源离子化模式能满足90%以上化合物的要求，三重四极杆质谱仪成为水产品的定量分析的首选仪器，而四极杆-飞行时间质谱仪可成为多种兽药残留全化合物的筛查检测和未知物定性分析的重要手段。

色谱；质谱；水产品；兽药残留

经常摄入含有低剂量药物残留的水产品，残留的药物即可在人体内慢慢蓄积而导致体内各器官的功能紊乱或病变，严重危害人体健康。水产品的安全日益受到国家和有关国际组织的关注和严格控制，残留分析技术的研究成为食品安全的重要课题。

液相色谱-质谱联用技术集合了色谱的分离能力和质谱极强的定性能力，一般采用色谱为分离系统和质谱为检测器。多种形式的液相色谱-质谱联用技术，在各检测分析领域中得以广泛的应用。本文介绍近年来液相色谱-质谱联用技术在水产品兽药残留分析中的应用。

1 液相色谱-质谱联用技术在水产品药残检测的应用

水产品检测项目主要有氯霉素、孔雀石绿、硝基呋喃代谢物、喹诺酮类、磺胺类、四环素类、喹乙醇、己烯雌酚、甲基睾酮、恶喹酸、结晶紫等。查阅近5年来关于水产品兽药残留分析项目的研究论文，现今使用的液相色谱-联用技术主要集中于采用高效液相色谱和超高效液相色谱为分离系统，离子阱、四极杆、飞行时间质谱单级联用以及三重四极杆、四极杆-飞行时间质谱等多级联用作为检测器。

1.1 高效液相色谱和超高压液相色谱

高效液相色谱仪（HPLC）技术非常成熟，几乎成为检测分析类实验室的必备仪器，应用于定量和定性分析的众多领域，成为最为常见的分离或检测手段。但HPLC分离耗时较长，通过各种手段缩短分析时间却会使分辨率降低，不利于大批量的日常检测工作。超高效液相色谱（UPLC）比HPLC具有更强的分析速度、分离度和灵敏度。对水产品样品的前处理要求较低，可以节省时间、人力和物力。质谱与UPLC具有很高的兼容性，提高了质谱的可靠性与灵敏度，提高了色谱的分辨率，大部分复杂基质的水产品中低含量的兽药残留都能分析。因此，UPLC为分离系统的液相色谱-质谱联用技术在水产品药残检测中的应用也越来越广泛。

1.2 离子源

应用最广泛电离源主要有电喷雾电离源（ESI）、基质辅助激光解吸电离源（MALDI）、离子大气压化学电离源（APCI）和大气压光电离源（APPI）等。ESI主要用于有极性的成分，MALDI用于蛋白质等生物大分子的电离，APCI应用于中等极性小分子化合物，APPI用于芳烃等。一般认为能通过ESI进行离子化的化合物大约有90%，水产品日常检测的兽药基本都为极性化合物，主要采用ESI离子化模式。

1.3 质谱仪

1.3.1 单级质谱仪

离子阱、四极杆为低分辨质谱仪，飞行时间、扇形磁场质谱和傅立叶变换质谱为高分辨质谱仪。

1.3.1.1 离子阱质谱仪

离子阱内置，压力较高，标准谱和样品谱存在一定的差距，线性范围小，离子不能太多，由于其设计原理的局限，准确度和分辨率还不理想。2007年有采用离子阱质谱法检测草鱼中孔雀石绿、结晶紫及其代谢产物的报道，但随着质谱仪器的层出不穷，离子阱逐渐被其他质谱替代。

1.3.1.2 四极杆质谱仪

适于定性和定量分析。但其为低分辨质谱，只有当目标物不与背景杂质重叠，才能准确定性和定量，对样品及其的前处理要求较高。陈永平等采用四极杆质谱仪测定水产品中喹乙醇及其代谢物。

1.3.1.3 飞行时间质谱仪

采用离子的延迟引出和快速电子技术，使其具有高质量准确度和高分辨的性能。离子阱与四极杆可提供在线的质谱信息，方便于目标物的确证，但给的是名义质量，不利于结构解析。飞行时间质谱能给出物质的精确质量而却没有质量上限，更好的解析未知物的结构，适用于各种分子量的未知物的筛查，在高分子量分析中有明显的优势，众多的优点使其发展非常迅速，可应用于水产品未知兽药残留的筛查。

1.3.1.4 扇形磁场质谱和傅立叶变换质谱仪

关于色谱与磁质谱和傅立叶变换质谱联用技术应用于水产品检测的报道甚少。扇形磁场质谱和傅立叶变换质谱仪具有扫描速度快、质量范围宽、灵敏度高（全扫描模式）的优点，且可提供母离子和碎片离子的精确质量数，是进行化合物分子结构确认和分子重排反应研究强有力的工具。但其十分昂贵的磁场及其复杂的操作，限制了它在工业实验室和研究性实验室的应用。

1.3.2 串联质谱仪

1.3.2.1 三重四极杆质谱仪

三重四极杆质谱仪（TQ/MS）一般采用第一级四极杆用做母离子的选择，第二级四极杆作为碰撞诱导解离区，第三级四极杆分析子离子。其定量能力强，可满足大批量样品的测定，为水产品兽药残留检测提供可靠的的确证方法。TQ/MS为低分辨率质谱，对未知化合物的定性分析不能完全胜任。如今，TQ/MS成为水产品的定量分析的首选仪器。有大量采用三重四极杆进行水产品检测的文章，如硝基呋喃代谢物、氯霉素、甲基睾丸酮和己烯雌酚等的方法研究。但随着质谱技术的发展，哪怕同一个公司生产的不同型号的TQ/MS的灵敏度都存在几个数量级的差别。当然，有条件购买较新型号的质谱仪，更有利于像SEM、AHD等这些响应相对偏低的目标物的准确定量。

1.3.2.2 离子阱和飞行时间质谱串联质谱仪

离子阱-飞行时间质谱（IT-TOF/MS）具备多级质谱功能（最多10级），适合于大分子化合物的分析，由于水产品药残的项目大部分是小分子化合物（质量数一般500以内），较少应用于水产品检测。在此，离子阱的作用不是结构解析，而是利用其分离和富集的功能，弥补飞行时间质谱不能在加速区储存离子的缺点，IT-TOF/MS相比单级飞行时间质谱在水产品分析中没有质的飞跃。

1.3.6 四极杆和飞行时间质谱串联质谱仪

四极杆-飞行时间质谱（Q-TOF/MS）是高分辨率质谱仪，其中四极杆分选质量，飞行时间质谱质量分析。通常使用四极杆获得母离子信息，经过裂解，飞行时间质谱对子离子进行鉴别，提供丰富的结构信息，有较强的定量和定性能力。四极杆-飞行时间质谱可成为水产品中多种兽药残留全化合物的筛查检测和未知物定性分析的重要手段。

2 发展趋势

2.1 由低分辨向高分辨发展

对比低分辨质谱，高分辨质谱可进行精确质量测定，扫描速度快。尽管如此，高分辨质谱在水产品分析的应用依然相对较少。

2.2 由单重联用向多重串联联用发展

串联质谱能明显改善信噪比，具有更强的选择性和灵敏度，虽然多重串联能降低干扰，但随着级数的变多，信号会逐渐降级，一般采用2级到3级。

2.3 由同类型向杂交型串联发展

三重四极杆为同类型的串联，四极杆-飞行时间串联和离子阱-飞行时间串联为杂交型串联，杂交串联可以相互弥补不足。

2.4 由单组分的检测向多组分同时检测发展

水产品中的兽药残留检测范围已逐步从单一类别的兽药检测发展为多种不同类别兽药的定性与定量分析。目前，已有同时测定猪肉、猪肝、虾、牛奶和鸡蛋中6类共76种兽药残留以及同时测定鳗鱼和虾中33种喹诺酮和磺胺类药物等的报道。

3 结论

三重四级杆质谱的定量能力强，成为水产品兽药残留分析的首选仪器，但其为低分辨质谱仪，仅适用于已知化合物的定量和定性分析。四极杆-飞行时间质谱为高分辨质谱仪，可成为水产品中多种兽药残留全化合物的筛查检测和未知物定性分析的重要手段。离子阱和四极杆由于容易受基质干扰而逐渐淡出舞台。随着液相色谱-串联质谱技术的快速发展，水产品分析沿着低分辨向高分辨、单重联用向多重串联联用、同类型向杂交型串联、单组分的检测向多组分同时检测的趋势发展。

［1］李超，夏广济，岳继海.水产品药残的危害与应对措施［J］.渔业致富指南，2011（21）：65-66.

［2］陈晓红，张卫红，张倩芝.液相色谱和液质联用技术在水产品安全检测中的应用［J］.广州化工，2005，33（3）：16-18.

［3］吴学立，吴永宁，赵云峰，等.液相色谱-线性离子阱质谱法检测草鱼中孔雀石绿-结晶紫及其代谢产物［J］.中国食品卫生杂志，2007，19（3）：209-214.

［4］陈永平，张素青，林黎明，等.高效液相色谱-串联质谱法测定水产品中喹乙醇及其代谢物［J］.理化检验：化学分册，2011，47（9）：1 108-1 110.

［5］冯红，潘桂湘.高分辨质谱在中药化学成分分析中的应用［J］.辽宁中医药大学学报，2012，14（8）：40-42.

［6］孙涛，胡开峰，乔昆云，等.超高效液相色谱-串联质谱法测定水产品中硝基呋喃代谢物残留［J］.分析仪器，2010（5）：27-30.

［7］张小军，郑斌，李铁军，等.超高效液相色谱-串联四极杆质谱法测定水产品中氯霉素残留量［J］.分析试验室，2010，29（6）：115-118.

［8］聂建荣，李大光，邓香连，等.LC-MS-MS法同时测定动物源性食品中甲基睾丸酮和己烯雌酚的方法研究［J］.中国兽药杂志，2009，43（4）：20-24.

［9］郭德华，邓晓军，赵善贞，等.固相萃取-高效液相色谱-串联质谱同时检测动物源性食品中76种兽药残留［J］.分析化学，2010（38）：318-324.

［10］王志杰，冷凯良，孙伟红，等.高效液相色谱-串联质谱法同时测定鳗鱼和虾中残留的33种喹诺酮和磺胺类药物［J］.色谱，2009，27（3）：138-143.

The Application ofdrug residue detection by Liquid chromatography-mass spectrometry in aquatic products

ZHONGShi-hua*CHENCheng-liangLINMin-xiaXUYuan-quan
（Shenzhen centre ofinspection and testingfor agricultural products，GuangdongShenzhen518005，China）

Accordingtothe testingitems ofcommon aquatic products veterinarydrugresidues,introduces the application ofseveral liquid chromatography-mass spectrometrytechnologyin aquatic products drugresidue detection:UPLCis usedtoseparatethesystemmoreandmorewidely,ESIionizationmodecanmeettherequirementsofmorethan 90%compounds,TQ/MShas become the preferred instrument ofquantitative analysis ofwater products,and Q-TOF/MScan becomean importantmeanstoscreeningunknown materialand qualitative compound ofveterinarydrugresidues.Its developmenttrendwassummarized.

chromatographic；mass spectrometry；aquatic products；veterinarydrugs

TS225.1

A

1673-6044（2014）01-0046-03

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.01.015

*钟仕花，女，1981年出生，2005年毕业于深圳大学应用化学专业，工程师。

2013-11-28