气相色谱质谱联用仪在食品检测中的应用及其日常维护

宁明杰，翁 超

(汉中市质量技术检验检测中心，陕西 汉中 723000)

近年来，食品安全问题得到越来越多的关注。食品中的农药残留、增塑剂、各类添加剂等有害物质具有剧烈的毒性和致畸、致癌作用而备受重视，这些有害物质具有多样性、多源性、微量性及其所处基质复杂等特性，这就对食品安全的检验检测技术和检测仪器提出了严苛的考验[1-2]。气相色谱质谱联用仪(GC-MS)作为20世纪末仪器分析领域的重大突破性成果，在充分发挥气相色谱法的高分离效率的同时，具备质谱法定性专属的能力，有着极高的灵敏度和分辨率，因而在食品检测行业备受青睐[3]。

1 GC-MS在食品检测领域的应用

目前，在食品检测领域，GC-MS主要被应用于农药残留、食品添加剂、增塑剂和营养成分的检测。

1.1 GC-MS检测食品中的农药残留

食品生产原料的种植、养殖过程中，农药在防治病虫害、草害、增产等方面发挥着重要作用[4]。大部分农药因蒸气压低、挥发性小、理化性质稳定、难降解等原因而在食品原料中有所残留，但农药的固有特性将针对其检测的分析手段纳入痕量和超痕量范畴，对检测仪器提出较高的要求。GC-MS因其出色的分离能力，极高的检测灵敏度和强抗干扰能力而能满足多种农药残留的检测，得到了广泛应用[5]。

多项国家方法标准发布与实施，不仅为GC-MS在食品领域的农残检测方面提供了可靠依据，也大大推动了GC-MS在我国食品检测行业的普及，进而提高食品检测行业检测能力。例如，GB 23200.8-2016《食品安全国家标准 水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》作为强制执行的国家标准，为果蔬中500种农药及其化学品残留的测定提供了标准化参考依据[6]。GB/T23204-2008《茶叶中519种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》作为推荐性标准也可以对茶叶中490中农药及其化学品残留进行定性鉴别，其中可定量测定农药及其相关化学品453种[7]。

1.2 GC-MS检测食品中的食品添加剂

现阶段，我国食品添加剂有23类、2200多个品种[8]。食品添加剂在改善了食品品质和防腐方面有着无可替代的作用，在促进食品工业的发展的同时，食品添加剂的非法使用也损害着人们的健康。

GC-MS作为一项重要的食品安全检测技术，在食品添加剂检测方面也得到了广泛的应用和推广。赵东瑞[9]等人采用GC-MS/SIM内标法对两种类型酒中的3-甲硫基丙醇进行定量分析，结果7个豉香型白酒样品中有4个检测到3-甲硫基丙醇，7个果酒样品中有6个检测到3-甲硫基丙醇。田怀香[10]等人采用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术(SPME/GC-MS)对调味品鸡精进行风味成分分析，证明了GC-MS法评价调味品鸡精的特征风味物质的有效性。吴惠勤[11]等用GC-MS法研究了调味品中的化学成分，并对地沟油进行鉴别，给出了鉴定地沟油的甄别因子。

1.3 GC-MS检测食品中的增塑剂

食品中增塑剂的主要检测工作就是对邻苯二甲酸酯进行检测。邻苯二甲酸酯水溶性低，易溶于有机溶剂，挥发性低，降解速度慢，在塑料制品中呈游离状态，会不可避免地随包装迁移至食品中。人体长期接触或过量食入此类物质会引起内分泌失调，引发恶心肿瘤，降低生殖能力，导致畸形儿的产生等。因此，相关国家标准对此类物质的含量和测定方法都有严格规定。GB 5009.271-2016《食品安全国家标准 食品中邻苯二甲酸酯的测定》、GB 31604.30-2016《食品安全国家标准 食品接触材料及制品邻苯二甲酸酯的测定和迁移量的测定》都制定GC-MS作为对邻苯二甲酸酯的检测方法[12-13]。

2 C-MS的日常维护

GC-MS作为一套完成多步骤复杂工作的高精密设备，如何保证其最佳工作状态，确保分析检测结果的准确性，最大限度发挥其检验检测作用，随着GC-MS的逐渐普及，其日常维护知识的推广就有了一定的必要性。针对GC-MS的基本构成，下面就从载气系统、进样系统、真空系统和离子源四个方面谈谈GC-MS的日常维护。

2.1 载气系统的维护

首先，需要保证载气的纯度和净度。载气的纯度和净度对色谱柱的寿命和样品分析结果有着最直接的影响，GC-MS使用的载气通常是高纯度氦气(至少99.999%)，在进入色谱之前都需要净化处理以除去烃类化合物、氧气和水等杂质，达到延长色谱柱使用寿命、降低背景噪音的目的。不同的仪器厂商有着不同的载气净化装置，我们就需要根据仪器的使用频率对净化装置进行及时更换，防止净化装置捕集到的杂质因为过饱和得到重新释放。特别需要注意的是，载气瓶压力表在达到仪器要求的最低压力值时，必须进行更换，此时节约只会适得其反。

其次，确保气路密闭。从钢瓶总阀到离子源，每一个结合部位都有可能漏气。大量的气路泄露检修结果表明，绝大部分的漏气点都发生于气路接头处[14]。一旦发生漏气现象，就要使用专用检漏液，对全气路进行全面检查，检漏过程中，需要特别保护离子源，必须将色谱柱连接离子源的接头断开，并用死堵密封离子源。

2.2 进样系统维护

进样系统的维护，重点在进样口。进样口的维护主要有进样针、隔垫、衬管、O圈。其中，隔垫可以根据进样次数和进样口工作温度来决定其更换频率；衬管要对分流和不分流加以区分，不要混用，当谱图出现峰拖尾、分叉、鬼峰时就需要对衬管进行清洁工作或者直接更换，在清洁衬管或者更换的时候一定要对O圈进行更换。

2.3 真空系统维护

GC-MS的灵敏度与真空度有着直接关系，真空度越好，仪器的灵敏度越高。适时更换真空泵的泵油，保证其正常运转是真空系统稳定工作的前提。真空系统常见问题是真空度达不到仪器正常工作条件，多数原因是漏气、脱气。我们要做的工作就是检查放空阀的闭合和仪器侧板的密封圈状况。除此之外，载气流量过大也会造成真空系统故障。

2.4 离子源维护

即使我们严格遵守仪器操作规程，注意每一个细节，离子源的污染也在所难免。当调谐报告显示EM电压超过2000的时候就要考虑清洗离子源。当我们拿出离子源之后，先用由超细铝粉调成的铝浆处理金属表面或者直接用8000目砂纸进行打磨，然后依次用纯水、色谱纯的甲醇、丙酮、正己烷、乙腈超声清洗一到两次，用高纯氮气吹干，放入GC柱温箱中以60℃烘烤2h，最后将离子源各部件准确无误地组装到位。

清洗离子源注意事项：清洗离子源需要前一天放空；整个操作过程需要佩戴专用手套，离子源所有部件都应该置于干净无纤维材料之上。

3 结语

随着科技技术的日益提高，GC-MS联用技术在食品安全检测领域的运用不会局限于农药残留、食品添加剂和增塑剂等方面，在其广泛运用的同时，将会逐渐普及。而GC-MS的日常维护作为一项综合性很强的工作，需要理论和实践的结合，只有做好每一个细节，确保仪器处于最佳工作状态，以准确、可靠的分析结果促进我国食品安全工作的发展。