高分辨质谱法在食品检测分析中的应用

2021-11-28王智玮

食品安全导刊 2021年30期

王智玮

（上海市酒类食品质量检验中心有限公司，上海 200081）

磁质谱、飞行时间质谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱和静电场轨道阱质谱均属于典型的高分辨质谱法，具体划分以质量分析器为依据，4者均存在5 mg/L以内的质量准确度和最低10 000的分辨率。为保证高分辨质谱法较好地服务于食品检测，本文围绕食品检测分析中高分辨质谱法应用开展具体研究。

1 食品检测分析中高分辨质谱法的应用方向

1.1 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健康，这使食品药物残留检测受到重视。色谱法、质谱法是应用较广泛的食品药物残留检测方法，如基于液相色谱-串联质谱法的兽药残留检测，该方法存在ng/kg级别的灵敏度，可基于荷质实现化合物电离，获取分子结构与裂解过程等信息。在高分辨率质谱的快速发展下，液相色谱-高分辨率质谱法能更好地应用于兽药、农药残留痕量研究，且检测效率和准确率更高[1]。

1.2 持久性有机污染物检测

环境中长期存在且能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，如多氯联苯、有机氯农药等有机污染物通过食品进入人体能引发畸形、癌症。气相色谱串联质谱法在持久性有机污染物的检测中应用较广泛，随着高分辨质谱法的快速发展，超高效液相色谱-飞行时间质谱法开始应用于持久性有机污染物检测，此方法检出限低、灵敏度高，受到的基质干扰较小[2]。

1.3 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，如霉菌毒素、植物毒素、海洋生物毒素等。食品安全领域生物毒素问题较为严峻，对餐饮业的影响较大，被多种生物毒素混合污染的食品易对食用者生命健康造成威胁，因此食品中生物毒素的检测需实现多种毒素的同时检测，高分辨质谱法可满足此需求。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，利用具备全扫描功能的质谱仪，可初步筛查多种生物毒素，快速锁定疑似样品并开展针对性的质谱分析，实现高效率的定性和定量分析。

2 实例分析

2.1 案例概况

为提升研究的实践价值，以配制酒产品非法添加物检测为研究对象，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、他达拉非和那莫西地那非。配制酒可细分为动物类、植物类、动植物类和其他类，如露酒用枸杞、桂圆等植物类配料浸泡，或用狗鞭、鹿鞭等动物类配料浸泡。食品中那非类药物检测受重视程度高，液质联用技术、液相色谱法、拉曼光谱法均属于检测常用方法，本文采用高分辨质谱法检测配制酒产品中那非类非法添加物，能实现高效率的精准定性和准确定量，满足那非类物质检测需要。

2.2 仪器与试剂

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。

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、伪伐地那非和氨基他达拉非标准品，纯度最低为99.5%；乙腈、甲醇，色谱纯；甲酸，质谱纯；配制酒为随机抽取的样品。

2.3 试验方法

配制1 mg/mL甲醇标准储备液，在4 ℃冰箱内贮存。取那非类储备液11种配制标准混合溶液，应现配现用；吸取酒样2 mL于10 mL容量瓶中，加入适量甲醇后超声提取15 min，冷却至室温后用甲醇定容至刻度线，用0.22 μm滤膜过滤，上机；选择Hypersil GOLD C18色谱柱（150 mm×2.1 mm，1.9 μm），设置30 ℃的柱温，流动相A、B分别为0.1%甲酸水溶液、甲醇。进行梯度洗脱，分别采用10%甲醇、10%～90%甲醇、90%甲醇、90%～10%甲醇和10%甲醇洗脱0～0.1 min、0.1～6.0 min、6.0～8.0 min、8.0～8.1 min和8.1～11.0 min，进样量为5 μL、流速为0.3 mL/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、辅助气和鞘气分别设置为350 ℃、2 500 V、5 L/min和35 L/min，以氮气为雾化气，质谱校正液对质量轴的校正每5 d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200 ms、50 ms，二级子离子扫描模式存在5×105的触发阈值。设定存在30、50、70的NCE值[3]。

为分析配制酒中那非类物质含量，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样品中是否存在那非类物质。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），数据依赖子离子扫描模式会自动开启，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分析。

2.4 定性筛查

数据处理过程需将那非类物质的相关数据录入软件Trace Findei，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5×10-6内的精确分子量误差（标准品母离子），以及10-5的精确分子量误差（主要碎片离子），可确定相应化合物检出。分析样品时可用样品采集的结果直接利用谱库进行比对，找到对应的化学药物，进行快速筛查和确证[4]。

选择以蒸馏酒为酒基的动物类和植物类配料浸泡的配制酒、以发酵酒为酒基的植物类配料浸泡的配制酒（阴性配制酒）3种基质，分别取样品2 mL，同时加入适量那非类标准物质混合标准溶液，得到各化合物检出限浓度的样品溶液，用甲醇稀释到10 mL，采用与样品溶液相同的方法进行制备，完成测定，结合数据处理发现，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，假阳性情况在空白试验中也未出现。

2.5 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，母离子定量得到的那非类物质线性关系良好（线性范围内），存在0.995及以上的相关系数。将一定量混合标准溶液加入空白配制酒样品中，完成加标样品（5 μg/L）配制，对基质效应进行研究可发现，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，得出检出限为1 ～ 2 μg/L、定量限为 3 ～ 6 μg/L。

取空白样品进行加标回收试验，将一定量混合标准溶液加入配制酒样品中，分别添加 5 μg/L、10 μg/L、50 μg/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%，存在良好精密度及10%内的相对标准偏差。

2.6 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 Findei，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。检出西地那非和他达拉非2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2种物质，西地那非物质检测值为1.32 mg/L，他达拉非检测值为2.15 mg/L，1批次配制酒中测得西地那非物质，检测值为3.29 mg/L。结合具体应用可确定，本文研究的高分辨质谱法能较好地用于配制酒检测，能满足那非类物质检测需求，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在检测中精确定性那非类物质，那非类化合物可基于全扫描模式由母离子准确定量，高分辨质谱法的应用价值得到直观证明[5]。