超高液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定小麥粉中真菌毒素

劉利亞，李磊，周貽兵，王婭芳（貴州省疾病預(yù)防控制中心衛(wèi)生監(jiān)測檢驗所，貴州貴陽550004）

超高液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定小麥粉中真菌毒素

劉利亞，李磊，周貽兵，王婭芳*
（貴州省疾病預(yù)防控制中心衛(wèi)生監(jiān)測檢驗所，貴州貴陽550004）

建立小麥粉中雪腐鐮刀菌烯醇（NIV）、隱蔽型脫氧雪腐鐮刀烯醇（Deepoxy-DON）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）及衍生物（3A-DON、15A-DON）、玉米赤霉烯酮（ZEN）常見6種真菌毒素的同時測定方法。試樣用多功能凈化柱凈化，液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜基質(zhì)內(nèi)標法定量測定。結(jié)果表明6種真菌毒素的檢出限在0.50 μg/kg～1.00 μg/kg之間，線性相關(guān)系數(shù)R2＞0.994，3個水平加標回收率為82.1%～108.9%，RSD為4.6%～14.5%。采用本方法參加面粉中脫氧雪腐鐮刀烯醇能力驗證樣品質(zhì)控考核，統(tǒng)計結(jié)果Z為-1.93，結(jié)果評價為滿意。該方法準確、靈敏、高效，可適用于小麥粉中6種常見真菌毒素的定量分析。

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜；多功能凈化；內(nèi)標法；真菌毒素；小麥粉

method；mycotoxins；wheatflour

真菌毒素也稱霉菌毒素，是霉菌等真菌在其所污染的農(nóng)作物或食品原料中產(chǎn)生的有毒的次生代謝產(chǎn)物，目前發(fā)現(xiàn)約300多種有毒的真菌次生代謝產(chǎn)物，其中以黃曲霉毒素類（AFs）、伏馬毒素類（FBs）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇以及玉米赤霉烯酮毒素對經(jīng)濟及人們的健康危害尤為巨大［1］。超過一定攝入量后會損壞人的肝腎功能、致癌、致畸并誘發(fā)免疫抑制性疾病［2］。我國作為糧食生產(chǎn)大國，是受真菌毒素污染比較嚴重的國家之一［3］，據(jù)研究調(diào)查表明，我國小麥主要為鐮刀菌毒素真菌污染，包括脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮等，其DON檢出率在55%～100%，ZEN的陽性檢出率達到5.9%～100%，ZEN的超標率可以達到38.6%，平均值接近限量標準的3倍［4］，目前，我國的糧食衛(wèi)生標準［5］規(guī)定小麥中的DON限量為1 000 μg/kg，ZEN限量為60 μg/kg。小麥粉為面食生產(chǎn)的主要原料，尤其我

目前食品中真菌毒素的檢測方法主要有薄層色譜法（TIC）、酶聯(lián)免疫吸附法、氣相色譜法、免疫親和柱凈化高效液相色譜法［6-9］，上述方法大多均只能檢測單一組分或同一類的真菌毒素。近年來，液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法由于其較好的分離度和較高的靈敏度逐漸成為同時檢測多種真菌毒素的主要手段［10-12］。本實驗室采用多功能柱凈化、內(nèi)標法定量，結(jié)合液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)建立了小麥粉中多種真菌毒素的定量測定方法。大大提高檢測的靈敏度和特異性，比傳統(tǒng)前處理方法更為簡便，并且可同時檢測多種毒素。經(jīng)能力驗證質(zhì)控考核確認準確可靠，采用建立的方法對國家食品安全風險監(jiān)測工作中小麥粉類食品進行了檢測定量，為提高國家食品安全風險監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量和工作效率提供了有效的技術(shù)支撐。

1　試驗部分

1．1儀器、試劑與材料

TSQ Quantum ultra三重四極桿質(zhì)譜儀，配電噴霧離子源（ESI），Ultimate3000超高壓液相色譜儀：美國ThermoFisher科技有限公司；3-18K臺式高速離心機：德國Sigma公司；TTL－DCⅡ型氮吹儀：北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司；艾科浦超純水機：重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司。

玉米赤霉烯酮（ZEN）、雪腐鐮刀菌烯醇（NIV）、隱蔽型脫氧雪腐鐮刀烯醇（Deepoxy-DON）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（3-DON）、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（15-DON）標準品：均購自美國Sigma公司；U-［13C15］-脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（U-［13C15］-DON）同位素內(nèi)標：均購自Romer公司。

多功能凈化柱MycosepTM112、MycosepTM226、MycosepTM228：ROMER公司；乙腈、甲醇（色譜純）：美國Merk公司；無水硫酸鎂（使用前在450℃烘烤2 h，冷卻后備用）、氯化鈉、冰乙酸、乙酸銨（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；甲酸（純度≥98.0%）：德國CNW公司；樣品：購自貴州全省各市（州）、縣（區(qū)）超市和農(nóng)貿(mào)市場。

1.2樣品提取

稱取2 g試樣（精確至0.01 g）于50 mL具塞離心管中；加入含U-［13C15］-DON 500 μg/L內(nèi)標混合儲備液200 μL，加1%（體積比）乙酸的乙腈/水（85∶15，體積比）提取液20 mL，超聲提取10 min后加入2 g無水硫酸鎂和1 g氯化鈉；渦旋振蕩2 min，以10 000 r/min離心5 min，取上層溶液于MycosepTM228凈化柱玻璃管，將凈化柱填料管插入玻璃管并緩慢推進，取5 mL續(xù)濾液于氮吹管中50℃下氮吹至干，加入甲醇-10 mmol/L乙酸銨（1∶1，體積比）1 mL溶解，混勻后過0.22 μm微孔濾膜，供液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀測定。

按照上述方法測試后的樣品，如果未檢測到6種真菌毒素將作為空白樣品用于回收率試驗和制備基質(zhì)校正溶液。在進行加標試驗時，取適量稀釋后的標準溶液加入到空白樣品中，充分混合靜置過夜后按樣品處理。

1.3標準溶液的配制

標準儲備溶液的配制：將ZEN、NIV、Deepoxy-DON、DON、3-DON、15-DON分別用甲醇稀釋成濃度為10 μg/mL的標準儲備液，－18℃下避光保存?zhèn)溆谩?/p>

基質(zhì)混合標準工作溶液：用空白樣品提取液將標準儲備溶液以甲醇-10 mmol/L乙酸銨（1∶1，體積比）稀釋成標準系列使用液，使標準使用液中內(nèi)標物濃度為U-［13C15］-DON 25 μg/L，基質(zhì)混合標準工作溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.4儀器條件

液相條件：色譜柱為Thermo Hypersll GOLD C18 （100 mm×2.1 mm，1.9 μm）；柱溫30℃；進樣體積為10 μL；流速為0.3 mL/min；流動相A為0.1%氨水，流動相B為甲醇；梯度洗脫條件見表1。

表1　 梯度洗脫條件Table 1　Gradient elution conditions

質(zhì)譜條件：電噴霧負離子檢測模式；噴霧電壓3 000 V；霧化器溫度300℃；離子傳輸管溫度270℃；鞘氣壓力：276 kPa，輔助氣壓力：104 kPa，碰撞氣（Ar）壓力：0.2 Pa；監(jiān)測離子對、碰撞能量和透鏡電壓等參數(shù)見表2。

2　結(jié)果

2.1檢測條件優(yōu)化

2.1.1色譜柱選擇

分別考察Waters Acquity BEH C18（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）、Agilent Proshell 120 EC-C18（50 mm× 2.1 mm，2.7 μm）以及 Thermo Hypersll GOLD C18 （100 mm×2.1 mm，1.9 μm）等C18反向色譜柱，結(jié)果表明，常見小粒徑填料C18高壓色譜柱均能滿足該分析測試要求，根據(jù)不同色譜分離要求結(jié)合監(jiān)測設(shè)備自身特點，本次檢測試驗選擇Thermo Hypersll GOLD C18色譜柱。

表2　 定性定量離子參數(shù)Table 2　Qualitative and quantitative ion parameters

2.1.2流動相選擇

液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)檢測多組分目標化合物時，流動相的選擇除考慮色譜柱能將目標化合物有效分離外，還應(yīng)關(guān)注待測組分進入質(zhì)譜后各離子化效率，實際測試中，液相的分離和質(zhì)譜的離子化效果是一對矛盾體［12］，本次流動相優(yōu)化重點考察甲醇-水和乙腈-水兩種洗脫體系，試驗發(fā)現(xiàn)，在負離子監(jiān)測模式下，單純以純水為弱洗脫流動相，無論強洗脫流動相是甲醇或乙腈，離子化效率均較差，當弱洗脫流動相純水中加入適量的氨水后，離子化效率均有較明顯的提高，考慮色譜柱和質(zhì)譜耐受性，同時滿足樣品分離效果和靈敏度，最終選擇0.1%氨水和甲醇為流動相。

2.1.3提取方法選擇

根據(jù)各待測組分理化性質(zhì)，真菌毒素易溶于甲醇和乙腈，故本試驗提取溶劑重點考察甲醇和乙腈。因乙腈沸點較高，在實際樣品小麥粉提取后需濃縮、轉(zhuǎn)相和定容等后續(xù)處理，氮吹時甲醇較乙腈方便，最終選擇用甲醇做提取溶劑，考慮實際樣品小麥粉的溶解性需加入一定比例純水。經(jīng)試驗最終選擇樣品提取方法為：取粉碎混合均勻樣品2 g于50 mL離心管，加入內(nèi)標后于室溫下加入甲醇-水（70+30）提取液10 mL，渦旋1 min，室溫超聲提取45 min，10 000 r/min離心5 min，將上清液轉(zhuǎn)移至凈化柱玻璃離心管，緩慢推進凈化柱填料管，取上層凈化液5 mL于氮吹管中50℃吹干，用流動相定容后過0.22 μm微孔濾膜。

2.1.4凈化柱的選擇

參照文獻［13］資料，本試驗通過加標回收的形式分別考察了ROMER公司生產(chǎn)的MycosepTM112、MycosepTM226和MycosepTM228多功能凈化柱的凈化效果，結(jié)果表明MycosepTM226多功能凈化柱對6種組分回收率在82.1%～108.9%之間，MycosepTM112多功能凈化柱僅對玉米赤酶烯酮組分凈化損失較小，MycosepTM228多功能凈化柱對6種待測組分回收率與MycosepTM226比較相對較低，故本次試驗選擇MycosepTM226多功能凈化柱凈化樣品。

2.1.5質(zhì)譜條件選擇

根據(jù)各真菌組分化學電離性質(zhì)，分別選用ESI+和ESI-模式，將真菌毒素標準儲備液直接進樣，通過優(yōu)化質(zhì)譜監(jiān)測條件，確定各毒素的母離子質(zhì)量數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米赤霉烯酮、雪腐鐮刀菌烯醇、隱蔽型脫氧雪腐鐮刀烯醇、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和U-［13C15］-脫氧雪腐鐮刀菌烯醇在ESI-模式下的靈敏度明顯高于ESI+模式，故本方法采用ESI-模式監(jiān)測。確定母離子質(zhì)量數(shù)以后，根據(jù)歐盟2002657/EC檢測組分確認規(guī)則，還需根據(jù)碰撞能量和碰撞電壓來確認和優(yōu)化兩個以上子離子。最終6種真菌毒素及內(nèi)標定性定量離子參數(shù)見表2，標準多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）色譜圖見圖1。

2.2方法線性范圍與定量下線

以空白小麥粉基體提取液配制標準系列使用液，以標準液與內(nèi)標峰面積積分比值為縱坐標，以標準使用液標示濃度為橫坐標進行自動積分，得到各檢測組分線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和線性范圍，根據(jù)低濃度標準使用液監(jiān)測離子峰，按照3倍信噪比（S/N）為最低檢出限（LOD），10倍信噪比（S/N）計算定量線（LOQ），結(jié)果見表3。

從表3結(jié)果可以看出，采用內(nèi)標法定量，各組分線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2均大于0.994，6個組分定量限在1.50 μg/k～3.00 μg/kg之間，遠遠低于我國糧食衛(wèi)生標準對該類真菌毒素限值要求，能夠滿足該類產(chǎn)品的樣品檢測。

圖16　種真菌毒素標準及U-DON內(nèi)標多反應(yīng)監(jiān)測圖譜Fig.1　MRM chromatograms for six kinds of mycotoxin standards and U-DON Internal standard

表3　6種真菌毒素的濃度范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限與定量下線Table 3　Concentrations range，linear regression equations，correlation coefficients，detection limits and quantification limit for six kinds of mycotoxin

2.3方法加標回收與精密度

選擇空白基質(zhì)小麥粉樣品，按照0.1C、0.5C和0.8C（C：為組分濃度范圍上限）3個水平每個水平加標6個平行樣品，添加真菌毒素混合標準溶液，震蕩混勻后靜置過夜，按優(yōu)化樣品處理和檢測方法進行檢測，結(jié)果見表4。

由表4可知，6種真菌毒素在50 μg/kg～400 μg/kg范圍內(nèi)樣品加標回收率在82.1%～108.9%，相對標準偏差為4.6%～14.5%之間，能夠滿足實際樣品檢測要求。

2.4方法驗證

國家風險評估中心于2014年8月對全國32個省級疾控中心及15個國家糧食質(zhì)量檢測中心開展了國家食品安全風險監(jiān)測質(zhì)控考核項目“面粉中脫氧學府鐮刀菌烯醇檢驗”，結(jié)果用Z比分數(shù)法分析和評估，結(jié)果中位值為1.051 mg/kg，按照≤2為滿意結(jié)果方式評價，本次質(zhì)控考核全國總體滿意率為68.1%（4個機構(gòu)未上報），本實驗室按照該方法對樣品進行處理、檢測，上報結(jié)果為0.916 mg/kg，經(jīng)統(tǒng)計標準化IQR為0.076，Z值為-1.93，結(jié)果判定為滿意。標明用該方法對面粉中該類真菌毒素檢測結(jié)果可靠。

表4　6種真菌毒素的加標回收率及相對標準偏差（n=6）Table 4　The recovery rate and relative standard deviation for six kinds of mycotoxins

2.5實際樣品檢測

按照國家食品安全風險監(jiān)測方案要求，2014年貴州省采用建立的方法在全省共采集158份小麥粉樣品，對其玉米赤霉烯酮（ZEN）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（3-DON）和15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（15-DON）4種真菌毒素進行監(jiān)測測定。結(jié)果48個樣品中檢出不同濃度水平的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，樣品檢出率為30.38%，含量從24.6 μg/kg至1 206 μg/kg不等，其中有1份樣品超過國家標準規(guī)定的限量要求，檢出樣品平均含量為256.7 μg/kg；共15份樣品中檢出玉米赤霉烯酮，樣品檢出率為9.49%，含量分別為6.4 μg/kg至32.4 μg/kg，檢出樣品平均含量為15.4 μg/kg，無超標樣品；除此以外的其余毒素均未檢出。

續(xù)表4　6種真菌毒素的加標回收率及相對標準偏差（n=6）Continue table 4　The recovery rate and relative standard deviation for six kinds of mycotoxins

3　結(jié)論

本文建立了超高液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定小麥粉中真菌毒素含量。對樣品提取方式、液相色譜分離和質(zhì)譜監(jiān)測條件等關(guān)鍵因素進行優(yōu)化，通過方法學考察、實驗室能力驗證和實際樣品檢測證明，該方法具有簡便、快速、準確、可靠等特點，可適用于國家食品安全風險監(jiān)測項目小麥粉中真菌毒素監(jiān)測項目檢測。

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Determination of Mycotoxins in Wheat Flour by UPLC-MS/MS

LIU Li-ya，LI Lei，ZHOU Yi-bing，WANG Ya-fang*
（Institute of Health Surveillance and Inspection of Guizhou Center for Disease Control and Prevention，Guiyang 550004，Guizhou，China）

The method to simultaneously determinate six kinds of common mycotoxins，included nivalenol （NIV），deoxynivalenol concealed（Deepoxy-DON），deoxynivalenol（DON），deoxynivalenol derivatives（3ADON，15A-DON）and zearalenone（ZEN）in wheat flour was established.The samples were purified with multifunctional purifying column，then determinated by liquid chromatography tandem mass spectrometry with internal standard method.The results showed detection limits of six kinds mycotoxin were between 0.50 μg/kg and 1.00 μg/kg，the linear correlation coefficient R2＞0.994，three levels recovery were 82.1%-108.9%，RSD were 4.6%-14.5%.The method used to ability verification and quality control assessment of deoxynivalenol in wheat flour，statistical results Z score was-1.93，the result was evaluated as satisfactory.The method is accurate，sensitive and efficient and applicable to quantitative analysis of six kinds of common mycotoxin in wheat flour.

liquidchromatography-tandemmassspectrometry；multifunctionpurification；internalstandard

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.040國北方在居民膳食攝入中占比重較大，小麥粉中常見真菌毒素檢測是食品生產(chǎn)原料質(zhì)量控制的最后程序，對保障居民身體健康至關(guān)重要，因此目前我國將小麥粉中常見真菌毒素監(jiān)測作為食品安全風險監(jiān)測工作的常規(guī)檢測內(nèi)容。

貴州省傳染病預(yù)防與控制人才基地（黔人領(lǐng)發(fā)［2013］15號）作者簡介：劉利亞（1978—），男（漢），副主任技師，大學本科，從事環(huán)境及食品衛(wèi)生檢驗。

王婭芳（1976—），女，主任醫(yī)師，從事營養(yǎng)及食品衛(wèi)生檢驗。

2015-08-14