高分辨质谱技术在兽药残留检测中的应用进展

胡盛辉

（贵州博联检测技术股份有限公司，贵州贵阳 550000）

高分辨质谱是一种能够在高分辨率条件下获得高准确度结果的检测技术，可用于动物源食品中多种兽药残留的快速检测[1]。针对目前动物源食品中兽药残留量与检测的现状，本文重点阐述了目前常用的几种高分辨质谱的类型与特征，并对高分辨质谱在动物源食品兽药残留量测定中的应用进行了较为系统的评述，并对高分辨质谱技术在动物源食品中的应用进行了展望，以期进一步丰富和完善我国食品中兽药残留量测定的内容。

1 高分辨率质谱仪的类型和特征

高分辨质谱仪是一种高精度的质谱仪，半峰宽≥104，质量精度小于5×10-6。在此基础上，利用两个独立的信号收集系统及数据处理软件，获取高分辨率、高准确度的全波形数据，实现对未知物质的非目标高通量筛选及定量检测[2]。根据质谱的类型，高分辨质谱可以分为4种。表1列出了4种质谱分析仪的技术特征及其使用情况。Magnetic MS是一种经典的、成熟的、具有优异定量能力的技术，但存在成本高、操作烦琐等缺点，制约了该技术的推广[3]。目前，国内外尚未有将其应用于兽药残留分析的研究，但多与气相色谱串联，主要应用于多卤代芳香族化合物如二噁英、多氯联苯的测定[4]。FTICR MS具有高分辨率、高定性等优点，但因体积大、维护费用高而无法广泛应用，在石油化工、蛋白质组、代谢组、中药组学等方面有广泛应用。TOF MS和Orbitrap MS是当前商业化普及率更高的质量分析器，它们已经被广泛地应用在兽药残留检测领域[5-6]。

表1 高分辨质量分析器的技术特点及其应用

2 不同高分辨质谱在兽药残留检测中的应用

2.1 TOF MS的应用

TOF MS以其快速、高灵敏度和宽广的质量范围，在兽药残留量的测定中得到了广泛应用[7]。王卉等[8]研究成功构建了117个禁限用兽药标准筛查谱库，并依据农林部第250号公告及国家标准《食品安全国家标准 食品中兽药最大残留限量》（GB 31650—2019）对禁限用兽药进行了筛选。该方法拟采用超高效液相色谱-四极杆串联质谱技术，从实体标准物到电子标准物的转换过程中，实现无标准物情况下，高通量地检测猪肉中多种类兽药的残留。该方法操作简便，灵敏度高，对目标物具有较高的选择性，并已用于实际样品的测定[9-10]。罗瑞涟等[11]利用TOF MS技术，发展出一种新鲜牛奶中的高通量兽药残留筛选方法。在此基础上，抛弃了常规的固相萃取去除杂质的方法，引入了冷冻提纯和去脂肪的技术，既能缩短前处理时间，又能提高对目标物的筛选效率。样液经液相色谱分离，18 min即可对174个动物源性成分进行快速测定，极大地提高了动物源性成分的筛选效率。王聪等[12]基于TOF MS技术构建了141个禁限用药物筛选谱库，并成功用于高通量筛选和验证猪肉中的兽药残留。该方法拟采用EDTA与金属离子在基质中竞争结合，实现对四环素类抗生素的高效回收，为实现动物源兽药的快速、准确、高效、低成本的高效回收奠定基础。许均图等[13]构建了猪肝中45种抗生素的快速筛查方法，并在欧盟制定的最大残留限量水平上做加标回收试验，准确度、精密度、回收率等方法学验证结果都与欧盟2002/657/EC准则的要求相一致。

2.2 Orbitrap MS的应用

Orbitrap MS是一种集静电离子俘获与傅立叶变换于一体的高分辨、高准确度、高灵敏度、高灵敏度、高灵敏度等优点于一体的新型质谱，可快速、准确地筛选、确认未知成分，是目前动物性食品中兽药残留分析领域的研究热点。李成等[14]基于超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法，实现了鸡肉、鸡蛋中9种兽药的准确检测，并确定了不用药品的保留时间和质荷比，建立了药物筛查数据库。鸡肉、鸡蛋样本采用乙腈和乙酸乙酯超声提取，固相萃取柱净化，样液经液相色谱分离后进入Orbitrap进行全扫描，当响应超过阈值离子时自动触发二级子离子扫描以获取碎片离子的详细信息。通过标准谱图检索比对进行定性确证，实现了在无标准品情况下对200种药物残留的同时检测，单针分析时间仅需22 min。马丽娜等[15]采用同位素稀释和液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱技术，建立了42种动物源药物在水产品中的同步定性定量分析方法。该方法将基体分散固相萃取与同位素稀释相结合，可有效消除基体效应对定量分析的影响。相对于外标方法，内标方法具有基体影响更好、定量分析结果更精确等优点。覃璐璐等[16]基于静电场轨道阱高分辨质谱技术建立了动物性食品中33种兽药的高分辨质谱分析方法，并构建了33种兽药的高分辨质谱标准库，对其进行了非靶向定性筛选。该方法标准库定性验证匹配度高，但在低浓度（10 μg·kg-1）条件下，硝基咪唑类化合物二级碎片丰度值有较大的偏差。郭添荣等[17]利用该技术对155种抗生素进行了高通量筛查与定量分析，表明这种方法具有较高的精确度、灵敏度，其定量限比常规的检测标准要低，为兽药残留的监督检测和风险监测提供了一种新的思路。

综上所述，将TOF-MS和Orbitrap MS与色谱技术相结合，可建立一种高通量、高灵敏的兽药多残留检测新方法。飞行时间质谱（TOF-MS）不仅能对目标物质进行定性，还能对目标物质进行定量检测，是一种最有效的检测手段[18]。而Orbitrap MS结合超高效液相色谱技术，可实现对未知组分的快速、灵敏筛选，以及对复杂样本的高灵敏、高特异性分析。

3 结语与展望

兽药可以起到预防和治疗动物疾病的作用，从而确保动物的健康生长，但是，如果兽药的使用不得当，或者是过量地使用，就会在动物体内积累药物残留。如果人们食用了农药残留量较高的肉制品，就会对人们的生命和健康造成威胁。所以，在食品检验工作中，必须不断创新动物性食品的检验方法，并以兽药残留为主要指标，建立新的检验流程体系。高分辨质谱技术的出现，不但可以提高兽药残留检测的准确度和效率，还可以实现多种兽药的同步检测。然而，目前高分辨质谱用于多组分兽药残留检测时，多采用全扫描模式，若能将其与MS-MS等模式联用，则可弥补高分辨质谱定量分析的不足。当前，高分辨质谱技术在蛋白质组学的研究领域中得到了较为广泛的应用，但是在小分子化学污染物的分析应用上较少，其具有良好的应用前景，有待进一步的研究和发展。