UPLC-MS/MS在食品检测中的应用价值

◎ 郑茜玥，曹 维，谭 杰

（武汉海关技术中心，湖北 武汉 430050）

由于食品安全与人们健康及生活存在密切关联，同时对社会的稳定和谐有一定影响，因此选择合适的检测技术在保证食品安全方面具有重要意义。分析发现，液相色谱存在较强的专属性、较高的分离能力以及灵敏度，与质谱联用后可进一步提升其定量定性的分析能力，因此超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）被广泛运用在各领域，与常规高效液相色谱相比，由于选择较小粒径的柱填充材料以及较高的泵压，UPLC-MS/MS分离效果更好[1-2]。另外UPLC-MS/MS能够分离分析物质母离子，并按照一定的规则将母离子转变成子离子，对母离子与子离子的关系开展深入的分离分析，得到目标分析物的具体结构信息，在食品样品复杂基质的痕量成分检测中具有重要意义[3]。虽然UPLC-MS/MS在食品检测中的价值已被证实，但对其具体机制尚未形成统一认识，本文对此展开叙述，为保证食品安全提供参考。

1 UPLC-MS/MS概述

高效液相色谱作为分离分析技术之一，主要是在经典色谱基础上增加气相色谱的理论，并选择液体作为流动相，同时包含高效分离的固定相、高压泵以及灵敏度较高的检测器，有效提升了分离效果以及分析速度。经分析发现[4]，其分离原理为样品溶液内各个组分在两相上存在不同分配系数，当两相进行相对运动后，通过重复数次的吸附以及解吸分配环节，各组分的移动速度存在差异，在不同时间从色谱柱中流出后进入检测器，进而对样品展开分析。而超高效液相色谱是在此基础上进行改良，选择1.7 μm及以下的色谱柱填料，获得更高的柱效，且在线速度范围中效果稳定，可明显增加流动相流速，并促进液相色谱分离度及样品通量改善，进一步增强分离功能，显著提升分析工作的质量水平[5]。随着检测技术的进步，将超高效液相色谱与质谱联合，形成UPLC-MS/MS，可最大程度提升分离性能，并提升灵敏度及检测效果，尤其是在复杂体系分离分析或者化合物结构鉴定中效果更突出，值得推广使用[6]。

2 UPLC-MS/MS与食品农药残留

农药的推广使用虽然能够提升农作物的产量，节省劳动人民的体力，但其残留物进入食物链后会引发严重的食品安全问题。由于食品中农药残留一般为痕量，长期摄入可在机体中堆积，达到一定剂量后直接危及生命安全。曾有报道显示[7]，植物油、粮食、果蔬中可能覆盖数百种农药，应受到政府各部门的重点关注。有研究表示[8]，选择UPLC-MS/MS检测草莓中农药残留情况，并观察不同前处理方式的净化结果，发现农药在0.000 7～1.000 0 mg·L-1时线性关系较好，且相关系数＞0.97，相对标准偏差＜12%，不同加标水平时的平均回收率在77%～100%，啶氧菌酯、吡唑醚菌酯以及双炔酰菌胺等检测下限是0.01 mg·kg-1，表明UPLC-MS/MS具备操作简便、快速、灵敏度高等优势，且抗基质干扰能力较高，在草莓残留物的检测中效果较好。

3 UPLC-MS/MS与食品兽药残留

兽药在防治病虫害、提升肉类食品产量及质量上具有一定积极作用，但随着兽药广泛及不合理使用，食品中兽药残留可对人们健康造成负面影响。但兽药残留分析作为微量以及超微量分析范畴，因此对检测仪器的要求更高。加上其种类较多且结构复杂，对检测方式的速度以及通量提出更高要求。而UPLC-MS/MS具有简便、快速、高通量以及灵敏度高等优势，将其运用于食品兽药残留的检测中，可获得较高的应用价值。

分析发现，牛奶中兽药残留以抗生素及其代谢物为主，而牛奶的成分较复杂，包含乳糖、脂肪以及蛋白质等，利用UPLC-MS/MS进行测定，可能需要清除其中脂肪及蛋白质等基质的干扰，随后对其目标分析物进行分离纯化，可有效降低基质效应。有报道显示[9]，选择UPLC-MS/MS测定牛奶上多种抗生素残留情况，结果发现其目标分析物的定量限为0.1～1.0 μg·kg-1，回收率70%～95%，相对标准偏差4.0%～9.5%。由此看出，UPLC-MS/MS检测牛奶中兽药残留的效果较好，其定量限较低，且精密度良好，同时存在高通量检测功能。

另外蛋类及肉类食品中也极易残留兽药，主要是因为禽类及家畜类集约化饲养期间使用较多兽药，且兽药种类较多、化学性质存在较大差异，因此检测禽畜肉类残留多种痕量兽药的难度较高。若选择UPLCMS/MS对此进行测定，并选择增强型脂质去除固相萃取、复合固相萃取柱净化、QuEChERS-中空纤维素膜净化对样品进行前处理，可顺利测得禽畜肉类中金刚烷胺类、β-受体激动剂类等多类型兽药残留情况，且检测限可达 0.05 μg·kg-1[10]。总而言之，UPLC-MS/MS测定蛋类以及肉类食品中兽药残留的效果较好，且灵敏度较高，能满足多种兽药残留同时筛查的要求，缩短检查时长。

4 UPLC-MS/MS与食品生物毒素

生物毒素通常表示各类微生物分泌的有毒物质，其容易污染食品，并导致人们中毒、致残或者致癌等，因此严格控制食品中生物毒素污染具有重要意义。

真菌毒素为真菌在生长繁殖期间出现的有毒次生代谢产物，极易使植源性食品在生产、加工及储存过程中受到污染，对动物及人类的危害极大[11]。利用UPLC-MS/MS检测真菌毒素时，首先选择增强型脂质去除净化技术、复合柱净化等方式进行样品前处理，并通过C18色谱柱分离，调整ESI+/ESI-以及MRM模式，测定花生中真菌毒素，其检出限以及定量限分别为 0.1 ～ 10.0 μg·kg-1以及 0.5 ～ 25.0 μg·kg-1，回收率80.5%～114.0%，相对标准偏差2.0%～10.5%[12]。由此看出，UPLC-MS/MS测定真菌毒素的检测限较低，且能同时开展多类型真菌毒素的检测，尤其适用于大批量食品的真菌毒素检查。

5 结语

UPLC-MS/MS包含超高效液相色谱的分离性能与质谱的高鉴别性、高灵敏度等优势，两种检测技术联用后可进一步提升检测水平，成为目前临床应用最为广泛且有效的分析技术，可满足食品安全检测的要求。未来，UPLC-MS/MS的应用范围应重点放在和现代样品制备技术相联合的发展上，从而规避食品复杂基质组分的干扰，并显著提升食品安全检测的特异度。另外还可将UPLC-MS/MS检测方式归纳于国家标准规定中，不断完善其检测方式，使其更加规范且科学，进一步提高UPLC-MS/MS在食品安全检测中的价值。