基于在食品检测分析中应用高分辨质谱法的探索

王智玮

为了保证食品安全和质量，科学应用食品检测技术极为关键。本文简单介绍了高分辨质谱法在食品检测分析中的应用方向，并结合实例深入探讨了高分辨质谱法在食品检测分析中的具体应用，以供相关从业人员参考。

一、高分辨质谱法

在食品检测分析中的应用方向

1.食品药物残留检测。动物体内残留的兽药、植物表面残留的农药会在一定程度上威胁食用者的健康，色谱法、质谱法属于应用较为广泛的食品药物残留检测方法，比如基于液相色谱-串联质谱法的兽药残留检测，存在ng/kg级别的灵敏度，可基于荷质实现化合物电离，分子结构与裂解过程等信息也可由此获取。在快速发展的高分辨率质谱支持下，液相色谱-高分辨率质谱法能够更好用于兽药、农药残留痕量研究，检测效率和准确率也更高。

2.持久性有机污染物检测。多氯联苯、有机氯农药等环境中长期存在且能够通过环境介质长距离迁移的有机污染物，对环境及人类健康带来的威胁较大，通过食品进入人体后会引发畸形、癌症。气相色谱串联质谱法在持久性有机污染物检测中的应用较为广泛，随着高分辨质谱法的快速发展，超高效液相色谱-飞行时间质谱法也开始用于持久性有机污染物的检测，该方法具有更低的检出限和更高的灵敏度，受到的基质干扰也较小。

3.食品生物毒素检测。生物毒素指的是植物、动物、微生物的代谢产物，也被称作天然毒素，比如霉菌毒素、植物毒素、海洋生物毒素等，多种生物毒素混合污染的食品很容易对使用者的生命健康造成威胁。在多种生物毒素残留的定量和定性检测方面，高分辨质谱法的应用价值较高，借助全扫描功能的质谱仪，初步筛查多种生物毒素，即可快速锁定疑似样品并开展针对性的质谱分析，从而实现高效率的定性和定量分析。

二、高分辨质谱法

在食品检测分析中的应用实例

1.案例概况。本文以配制酒产品非法添加物检测作为研究对象，主要涉及那非类非法添加物11种，包括硫代艾地那非、伐地那非、西地那非、那红地那非、氨基他达拉非、红地那非、羟基豪莫西地那非、豪莫西地那非、伪伐地那非、他达拉非、那莫西地那非。配制酒可以细分为动物类、植物类、动植物类、其他类，比如一些露酒用枸杞、桂圆等植物浸泡，或使用狗鞭、鹿鞭等动物类部位浸泡。采用高分辨质谱法对配制酒产品中那非类非法添加物进行检测，能够实现高效率的精准定性和准确定量，满足那非类物质检测的需要。

2.仪器与试剂。（1）仪器。分析天平、超纯水机、超高效液相色谱系统、四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱系统。（2）试剂。他达拉非、伐地那非盐酸盐、红地那非、那莫西地那非、豪莫西地那非、西地那非盐酸盐、羟基豪莫西地那非、硫代艾地那非、那红地那非、伪伐地那非、氨基他达拉非标准品，纯度最低为99.5%，同时采用纯度等级为色谱纯的乙腈、甲醇，以及纯度等级为质谱纯的甲酸。配制酒为随机抽取的样品，结合高分辨质谱法开展具体检测。

3.检测方法。在制备溶液环节，先准确称取适量标准品，配制浓度为1mg/mL（甲醇）的标准储备液，并在4℃冰箱内贮存;取那非类储备液11种进行标准混合溶液配制，应临用新配。在样品制备环节，先在容量瓶（10mL）中吸取酒样2mL，再加入适量甲醇后进行15min超声提取，冷却至室温后用甲醇定容至刻度线，之后开展滤膜（0.22μm）过滤处理，最后上机。选择Hypersil GOLD C18为色谱柱，规格为150mm×2.1mm，1.9μm，柱温为30℃，流动相A、B分别为甲酸水溶液（0.1%）、甲醇。在梯度洗脱环节，分别在0-0.1min、0.1-6.0min、6.0-8.0min、8.0-8.1min、8.1-11min采用10%甲醇、10%-90%甲醇、90%甲醇、90%-10%甲醇、10%甲醇，进样量为5μL，流速为0.3mL/min。以ESI源为电喷雾离子源，采用正离子模式，加热温度、喷雾电压、辅助气、鞘气分别设置为350℃、2500V、5L/min、35L/min，以氮气为雾化气，质谱校正液对质量轴的校正每5d开展1次。采用一级母离子全扫描、二级子离子扫描（数据依赖）模式，分辨率分别为7×104半高峰宽、1.75×104半高峰宽，最大注入时间分别为200ms、50ms，后者存在5×105的触发阈值。设定存在30、50、70的NCE值。

本研究采用高分辨质谱法，结合二级碎片离子谱及目标化合物精确分子离子质量数，可在缺乏标准品的前提下精准鉴定那非类物质是否在样品中存在。在扫描环节如发现信号强度超出预设值的目标列表分子离子（一级全扫描），数据依赖子離子扫描模式会自动出发，由此获取二级离子全扫描质谱信息（对应分子离子精确质量数），完成定性确证。对于2组属于同分异构体的那非类物质，通过梯度洗脱实现色谱行为分离，定性离子碎片选择需要规避碎片离子存在相同质荷比的情况，以此开展高准确性的定性定量。

4.定性筛查。数据处理过程需要将那非类物质的相关数据录入软件（Trace Finder），包括二级碎片离子精确质量数、一级精确质量数、保留时间，完成数据库建设，满足确证及筛查需要。目标化合物数据库设置需要基于Screening Method进行，筛查依据为化合物一级精确质量数和保留时间，确证依据为二级碎片离子精确质量数。如基于标准品色谱峰得到保留时间一致的试样色谱峰，且存在5%以内的精确分子量误差（标准品母离子），以及10%的精确分子量误差（主要碎片离子），可确定相应化合物检出。在分析样品时，可以直接利用谱库对样品采集的结果进行比对，找到对应的化学药物，进行快速筛查和确证。

选择以蒸馏酒为酒基的动物类和植物类浸泡配制酒、以发酵酒为酒基的植物类浸泡配制酒（阴性配制酒）3种基质，分别取样品2mL，同时加入适量那非类标准物质混合标准溶液，得到属于各化合物检出限浓度的样品溶液，稀释到10mL（甲醇），采用与样品溶液相同的方法进行制备，以此完成测定。结合数据处理能够发现，自建的数据库中那非类化合物在3种基质加标溶液中匹配，无假阴性情况，均显示检出，假阳性情况在同时开展的空白实验中也不存在。

5.定量检测。基于四极杆/静电场轨道阱质谱开展试验，在应用母离子定量、子离子定量，及PRM扫描模式、FullMS扫描模式时，相较于子离子定量得到的那非类物质线性关系，母离子定量的表现更为优秀，可得到良好的线性关系（线性范围内），存在0.995及以上的相关系数。将一定量的混合标准溶液加入空白配制酒样品中，完成加标样品（5μg/L）配制，由此对基质效应进行研究可以发现，存在较少基质干扰及90%以上的回收率。对标准品开展逐级稀释，重复进样最低浓度加标样品（有信号检出）3次，检出限基于3以上的3次响应信噪比确定，定量限基于10以上的3次响应信噪比确定，由此得出的检出限为1μg/L-2μg/L，定量限为3μg/L-6μg/L。

取空白样品进行加标回收试验，将一定量的混合标准溶液加入配制酒样品中，分别添加低（5μg/L）、中（10μg/L）、高（50μg/L）3个浓度水平，每个样品每个水平重复测定6次，回收率在86.4%-107.9%之间，同时存在良好的精密度以及10%以内的相对标准偏差。

6.方法应用。将建立的数据库和检测方法用于检测配制酒中那非类物质，完成样品处理后，开展高分辨质谱扫描检测，数据处理使用软件Trace Finder。在30批次的配制酒样品中混入2批次加标酒样进行检测，检出阳性样品2批次。具体检出西地那非和他达拉非两种化合物，母离子定量测定由FullMS扫描负责，1批次配制酒中同时测得两种物质，西地那非物质检测值为1.32mg/L，他达拉非检测值为2.15mg/L;1批次配制酒中测得西地那非物质，检测值为3.29mg/L。结果表明，高分辨质谱法能够较好地满足配制酒中那非类物质的检测需要，在建立的数据库支持下，研究涉及的快速精准筛查方法无需标准品便能够在检测中精确定性那非类物质，那非类化合物也可基于全扫描模式由母离子准确定量。