LC-MS定量

每年，世界上估计有6亿人因食用受污染的食物而患病。随着人们对众多食品风险的日益关注，需要准确和敏感的分析工具来确保食品安全。随着技术的不断进步，液相色谱-质谱(LC-MS)已成为食品安全检测和质量控制不可或缺的方法。它可以检测和量化食品中多种污染物和有害物质的痕量，包括过敏原、食品接触材料的迁移物、农药和真菌毒素，甚至可以检查食品的真实性。在这里，我们将讨论LC-MS如何检测盘中微量有害物质的存在。

1.食物过敏原

随着患有食物过敏的人数大大增加，食物过敏已经成为越来越多的公众关注的问题。检测和量化天然和加工食品中的过敏原的可靠方法对于预防严重的健康问题非常重要。

为了使用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)进行检测，我们首先需要识别目标。食物中的过敏原通常是蛋白质，¹对于LC-MS/MS，蛋白质是非常大的化合物。因此，通常不使用整个蛋白质，而是使用蛋白质过敏原的肽标记作为靶点。在方法开发阶段，通常会选择几个肽标记，并对LC分离、电荷态选择和化合物依赖的MS参数进行优化。选择具有良好的色谱峰分辨率、满意的信噪比、不受基质干扰且稳定的肽标记物用于特定食物过敏原的鉴定和定量。一旦选择了肽标记，就可以通过在已知浓度下制备肽标记来生成校准曲线。然后就可以计算出食物样本中过敏原的数量。

2.食品接触材料

在从收获到美味佳肴的过程中，我们的食物会接触到许多材料，包括塑料、纸张、橡胶、陶瓷和金属。如果不加以监测，化学物质从包装或食品容器迁移到食品中会造成严重的健康问题。塑料中的添加剂，如增塑剂，可以溶解在油性食品中，因此会引起健康问题。欧盟(EU)提供了一份长长的塑料单体和食品添加剂清单，并有具体的迁移限制。²LC-MS用于分析中挥发性和低挥发性添加剂，常被选为同时分析多种迁移物的工具。

一)逐氟和多氟烷基物质(PFAS)

PFAS化合物通常用于烹饪纸和食品包装的表面处理，因为它们具有高度的排斥性。它们在生物体内具有持久性，并容易在体内积聚。因此，PFAS可以在食物链中聚集。研究表明，暴露于PFAS会导致肾癌和睾丸癌、肝脏问题、激素紊乱和神经发育障碍。^3.PFAS被规定为痕量。例如，全氟辛烷磺酸(全氟辛烷磺酸)是全氟辛烷磺酸化合物之一，按照欧盟的规定，不应超过50毫克/公斤，即按重量计算为0.005%。⁴LC-MS/MS有助于食品中PFAS残留的检测。

为了识别和量化食品接触材料(如塑料)和食品本身中的PFAS，样品首先被切成小块并磨成粉末。然后用甲醇提取样品，并在LC-MS/MS分析之前用固相萃取清理提取物。PFAS的校准曲线可以用已知溶液的标准制备。然后通过与校准曲线的比较来确定样品中PFAS的含量。⁵

b)双酚A

双酚A (BPA)通常用于生产塑料材料，如食品包装、餐具和炊具。它被怀疑是一种内分泌干扰物，如果过量食用可能会导致不良的健康影响。⁶在许多国家都有特定的移民限制。LC-MS/MS是一种常用的测定食品接触材料中BPA的技术。⁷

在确定了化学结构后，用传统的反相技术优化了双酚a的LC和MS条件。根据样品的不同，双酚a可以通过有机溶剂提取，⁸聚合物溶解或再沉淀，⁹或者用固相萃取¹⁰．定量方法是用已知浓度的BPA标准溶液构建校准曲线，并与样品中检测到的量进行比较。

c)未知的移民

有许多移民可能造成潜在危害，但分析人士还不知道。高分辨率的精确质谱对于基于非靶向筛选方法的未知移民的识别是有用的。结合超高效液相色谱(UHPLC)技术，可以发现意想不到的迁移物。目标检测和非目标检测的区别在于，我们不能使用已知的化学标准来识别或量化未知化合物。

未知化合物的鉴定可以通过搜索数据库来找到未知化合物的可能元素组成来实现。另外，可以使用精确质量的质谱库、商业或自制数据库进行回顾性分析和数据处理。¹¹与目标标准物的已知浓度的经典定量相比，以不同化学试剂作为替代的半定量可用于未知迁移物的定量。理论上，替代化学品应具有与定量化学品相似的测量响应因子(RF)。¹²通过比较未知迁移物和替代物的浓度，可以确定其浓度。

3.农药

农药长期以来一直是一个食品安全问题，并包含广泛的化合物。虽然目前的技术已经对许多化合物进行了密切监测，但传统方法仍未覆盖许多化合物。特别是，食品中的极性农药残留一直是LC-MS/MS的一个挑战，因为使用传统方法，它们的保留时间非常短，而且很容易被样品中存在的食物成分干扰。

极性农药极易溶于水。这些极性农药的样品提取通常使用酸化甲醇而不是乙腈(用于常规QuEChERS -快速、简单、廉价、有效、坚固、安全的方法)作为提取溶剂。在LC-MS/MS分析前，可以使用阴离子交换固相萃取柱对样品基质进行净化。传统方法存在的一个问题是，传统的反相色谱柱对极性农药化合物的保留性能较低。有研究建议使用亲水相互作用液相色谱(HILIC)柱、离子交换柱或多孔石墨碳柱来增加极性农药的保留。^13、14由于这些农药化合物可能会受到样品组分的干扰，因此可以在相同的样品基质类型上用加标标准构建校准曲线。然后根据与校准曲线的比较进行定量。

4.真菌毒素

真菌毒素是由一些真菌产生的，可能对食品安全构成威胁。它们通常化学性质稳定，在食品加工或加热过程中难以破坏。许多真菌毒素具有不同的物理化学性质，因此对分析具有挑战性。纯有机溶剂不足以提取所有霉菌毒素残留，因为其中一些霉菌毒素具有极性。因此，建议使用乙腈和水的混合物来提取大部分霉菌毒素残留物。LC-MS/MS与反相色谱柱经常被使用，但研究也表明，使用多芳香族色谱柱对极性真菌毒素残留物更好。对于每种霉菌毒素，首先鉴定出一种前体离子和两种产物离子。然后选择含量最高的产物离子进行定量，选择含量次之的产物离子进行确认。基于不同已知浓度的标准品制备，构建了校准曲线。然后通过计算确定样品中真菌毒素的数量。¹⁵

参考文献

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