初探高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用

◎ 姜詩雨，繆 雄，單月梅

（ 1.無錫市食品安全檢驗檢測中心，江蘇 無錫 214142；2.國家市場監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新中心（特殊食品），江蘇 無錫 214142）

近年，我國食品安全事件頻發(fā)，據(jù)調(diào)查顯示，2005年至2014年，全國發(fā)生食品安全事件高達227 386起，60%發(fā)生在生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)，包括不規(guī)范的使用添加劑、造假、使用過期原料、農(nóng)藥殘留不合格等。食品中可能存在各種有害的污染物，如重金屬、農(nóng)藥殘留、化學(xué)添加劑、致病菌、毒素等，通過食品安全檢測，可以及早發(fā)現(xiàn)和識別這些污染物，避免食品中毒和健康問題的發(fā)生。高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HPLC-MS）在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，涵蓋了檢測、分析和鑒定食品中的各種潛在污染物和有害物質(zhì)。

1 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的原理

①高效液相色譜（HPLC）是一種基于液相流動的色譜技術(shù)，通過色譜柱中的固定相對樣品進行分離。②質(zhì)譜（MS）是一種基于離子化和質(zhì)量-電荷比的分析技術(shù)，用于確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量，質(zhì)譜儀將樣品中的分子轉(zhuǎn)化為離子，進一步對其進行分析[1]。③高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HPLC-MS）結(jié)合了高效液相色譜和質(zhì)譜的優(yōu)勢，充分發(fā)揮了兩種技術(shù)的互補作用，在HPLC-MS中，HPLC用于將復(fù)雜樣品中的化合物分離成單個組分，然后將這些組分引入質(zhì)譜中進行離子化和分析，質(zhì)譜檢測器根據(jù)分子的質(zhì)量-電荷比對離子進行排序，并輸出相應(yīng)的質(zhì)譜圖譜，通過與質(zhì)譜庫中的標準譜圖進行對比，可以鑒定樣品中的化合物。

2 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)優(yōu)點分析

2.1 分離能力強

HPLC-MS具有強大的分離能力，這對于分析復(fù)雜樣品中的組分非常重要。在HPLC-MS中，選擇適當?shù)纳V柱，對于實現(xiàn)高效的分離至關(guān)重要，色譜柱通常具有特定的填料類型和化學(xué)性質(zhì)，可以針對不同樣品類型和目標分析物進行優(yōu)化選擇。常見的色譜柱類型包括反相柱（C18、C8）、離子交換柱和親水性柱等，它們能夠在不同的分析條件下實現(xiàn)高效分離。在HPLC-MS中，流動相的性質(zhì)對分離能力和質(zhì)譜信號強度具有重要影響，其中，溶劑性質(zhì)和比例、緩沖劑的使用與否、pH調(diào)節(jié)等，都會影響流動相的性質(zhì)。

2.2 靈敏度高

HPLC-MS具有很高的靈敏度，能夠檢測到低濃度的目標化合物。質(zhì)譜儀的靈敏度對HPLC-MS的整體靈敏度起著重要作用，現(xiàn)代HPLC-MS系統(tǒng)配備了高分辨率和高靈敏度的質(zhì)譜儀，可以檢測到低至皮克等級的化合物，甚至是微量的痕量物質(zhì)[2]。HPLC-MS結(jié)合了HPLC的分離能力和質(zhì)譜的靈敏度，可以在保證分離效果的同時，實現(xiàn)對目標化合物的高靈敏度檢測和定量分析，在許多領(lǐng)域都具有重要應(yīng)用，如藥物分析、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等。

2.3 可以進行多組分分析

在HPLC-MS聯(lián)用技術(shù)中，HPLC先將混合物中的組分分離開來，隨后通過質(zhì)譜對分離后的組分進行檢測和分析。質(zhì)譜能夠快速準確地確定樣品中的化合物，并識別未知化合物的結(jié)構(gòu)，因此，HPLC-MS可用于同時分析多種分子、化合物或成分。該技術(shù)在藥物分析、天然產(chǎn)物研究、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。例如，在藥物分析中，可以同時檢測和定量多種藥物和其代謝產(chǎn)物；在環(huán)境監(jiān)測中，可以分析水、土壤和空氣中的各種有機污染物；在食品安全領(lǐng)域，可以快速準確地分析食品中的農(nóng)藥殘留、添加劑和毒素等。

2.4 可以定性定量分析

定性分析是指確定樣品中存在的化合物或成分的特征、結(jié)構(gòu)信息，通過質(zhì)譜儀，可以對分離后的化合物進行質(zhì)譜掃描，獲得其質(zhì)量譜圖，并通過比對數(shù)據(jù)庫等方式，對分析結(jié)果進行解釋和確認，這樣可以確定樣品中的化合物類型、結(jié)構(gòu)、分子量等信息。定量分析是指確定樣品中化合物或成分的濃度或含量。通過聯(lián)用HPLC-MS，可以同時獲得化合物的分離、檢測和定性信息，在定量分析中，質(zhì)譜的高靈敏度和選擇性，使得能夠?qū)δ繕嘶衔镞M行精確的定量測定，因此，HPLC-MS具有較高的定性和定量分析能力，并被廣泛應(yīng)用于藥物分析、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等領(lǐng)域[3]。

3 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用

3.1 檢測食品中的農(nóng)藥殘留

農(nóng)藥殘留是指在種植過程中使用的農(nóng)藥在食品中殘留下來，而HPLC-MS可以對食品中的農(nóng)藥殘留進行準確、靈敏的定性和定量分析。①樣品需要經(jīng)過適當?shù)那疤幚聿襟E，如樣品提取、凈化和濃縮，去除干擾物質(zhì)并集中目標物，接著，利用HPLC-MS進行分離和定性分析檢測。②HPLC可以通過色譜柱的選擇和流動相的調(diào)節(jié)，對農(nóng)藥成分進行分離，樣品中的化合物被進一步送入質(zhì)譜進行檢測，質(zhì)譜將目標化合物離子化，進而對其進行質(zhì)譜掃描，獲得質(zhì)譜圖。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)質(zhì)譜圖中各離子和對應(yīng)的相對豐度，可以確定目標化合物的特征和結(jié)構(gòu)。③通過建立標準曲線，利用已知濃度的標準品進行測量，再根據(jù)待測樣品中相應(yīng)的峰面積或峰高進行計算，可以獲得農(nóng)藥殘留的濃度。

3.2 檢測食品中的添加劑

添加劑是為了改善食品的質(zhì)量、保存性或外觀等而在食品中添加的物質(zhì)，而HPLC-MS可以對食品中的添加劑進行準確、靈敏的定性和定量分析。①樣品需要進行適當?shù)那疤幚聿襟E，如樣品提取和凈化，去除食品基質(zhì)中的干擾物質(zhì)[4]。②采用HPLC進行分離分析，分離出食品中的添加劑，通過調(diào)節(jié)流動相成分、流速和梯度等參數(shù)，可以實現(xiàn)添加劑與其他組分的有效分離。③分離后的化合物被送入質(zhì)譜進行檢測，質(zhì)譜將目標化合物離子化，并通過質(zhì)譜掃描獲得質(zhì)譜圖，根據(jù)質(zhì)譜圖中各離子和對應(yīng)的相對豐度，可以確定添加劑的特征和結(jié)構(gòu)信息，從而進行定性分析。

3.3 檢測食品中的保健品成分

保健品是指含有營養(yǎng)成分、草藥提取物、維生素、礦物質(zhì)等的食品或藥品，用于補充人體所需的營養(yǎng)物質(zhì)或改善健康。使用HPLC-MS進行保健品成分分析的步驟如下。①樣品需要進行適當?shù)那疤幚聿襟E，如提取和凈化，去除食品基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。②使用HPLC分離技術(shù)，分離保健品中的成分，HPLC可根據(jù)組分的特性（如極性、分子量等）選擇適當?shù)纳V柱和流動相，以實現(xiàn)保健品成分的有效分離。③分離后，樣品中的化合物通過質(zhì)譜進行檢測，質(zhì)譜將目標化合物離子化，并通過質(zhì)譜掃描獲得質(zhì)譜圖。通過比對質(zhì)譜圖中的質(zhì)譜片段和對應(yīng)的相對豐度，可以確定保健品成分的特征和結(jié)構(gòu)，從而進行定性分析。對于定量分析，可以利用已知濃度的標準品建立標準曲線，并通過測量待測樣品中的峰面積或峰高，計算出保健品成分的濃度[5]。

3.4 檢測食品中的毒素

食品中的毒素包括有害微生物產(chǎn)生的毒素，如真菌毒素（黃曲霉毒素、赭曲霉毒素等）、細菌毒素（肉毒桿菌毒素等）以及化學(xué)污染物，如重金屬、農(nóng)藥殘留等。HPLC-MS可以根據(jù)毒素的特性和檢測需求，選擇合適的分離技術(shù)、色譜柱和流動相。HPLC-MS可用于赤霉毒素的快速篩查和定量分析，以評估食品中赤霉毒素的風險。此外，HPLC-MS還可以用來檢測食品中的其他天然毒素，如魚類中的硝基酸鹽、貝類中的紫貝毒素、蘑菇中的毒素等，通過針對不同毒素的特征分析和目標物質(zhì)指紋圖譜的對比，可以準確鑒定食品中的天然毒素。

3.5 檢測食品中的微量元素

HPLC-MS可以用于檢測食品中的微量元素，具體來說包括以下幾個步驟：①樣品前處理：將食品樣品進行適當?shù)那疤幚聿襟E，如樣品消解或者酸解，將微量元素從食品基質(zhì)中溶解出來。②分離與分析：使用HPLC分離技術(shù)，選用適當?shù)纳V柱和流動相，以有效分離目標微量元素，接著，HPLC-MS將目標元素轉(zhuǎn)化為離子并進行質(zhì)譜測量。③繪制標準曲線：通過與已知濃度的標準品進行比對，建立標準曲線，并根據(jù)待測樣品中的峰面積或峰高與標準曲線之間的關(guān)系，計算微量元素的濃度。

4 結(jié)語

綜上所述，食品安全檢測是保障食品供應(yīng)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以有效減少食品安全風險和問題的發(fā)生。通過使用HPLC-MS，食品安全監(jiān)管機構(gòu)和食品生產(chǎn)企業(yè)能夠更準確、更全面地了解食品中的污染物和有害物質(zhì)，繼而采取相應(yīng)的措施確保食品的安全性和質(zhì)量。同時，HPLC-MS還可以提供快速分析結(jié)果，有助于迅速反應(yīng)和處理食品安全問題。