液质联用技术在生物毒素食品安全检测分析中的应用论文

 

　　关键词：液质联用,安全检测,生物毒素,食品

 

　　生物毒素主要分为动物毒素、植物毒素、微生物毒素和海洋生物毒素四大类。其中，有些类型的毒素凭借极高的生物学活性成为探讨生命科学奥秘和开发新药的重要工具和物质基础。然而，从另一方面来看，生物毒素也是食品安全领域的重点防治对象。当前，液质联用技术已经成为研究生物毒素的重要手段。基于此，有必要对此项检测技术展开更加细致的研究。

 

 

　　近年来，质谱技术因其表现出的卓越的定性确证和定量功能，在科研和检测领域得到了越来越多的关注和应用。质谱仪可以分为有机质谱仪和无机质谱仪两大类。在质谱仪的实际应用中，有机质谱仪的应用数量较多且范围较广，主要包括气质联用仪和液质联用仪两类。液质联用仪（LC-MS）是液相色谱技术与质谱技术相结合的仪器。其中，液相色谱法主要用于分离样品中的有机化合物，而质谱法则用于检测和识别这些化合物。与气质联用仪不同的是，液质联用仪在分析过程中，首先要将样品溶解在液体介质中，其次通过液相色谱柱进行分离，最后通过质谱检测器进行检测，从而实现对样品的定性和定量分析[1]。总的来说，质谱仪的种类繁多，可根据检测器的工作原理将其分为四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪和磁质谱仪4类。

 

 

　　具体来说，影响食品安全的生物毒素主要包括以下两种：第一，真菌毒素。该类毒素主要存在于农作物中（如玉米、大豆等）。第二，海洋生物毒素。该类毒素主要源于赤潮现象。众所周知，赤潮的发生与工业废水和生活污水大量排入海中密切相关。这些污水中含有大量的营养物质（如氮、磷等），而这些营养物质能够促进赤潮生物生长，从而在一定程度上导致海洋中生物毒素增加，对人类的食品安全造成不良影响。本文对这两种类型的生物毒素的检测进行如下阐述。

 

 

　　就当前的实际情况来看，全球食用和饲用农产品受到真菌毒素污染的问题愈发严重。最新的统计数据显示，从2001—2011年，中国向欧盟出口的食品中有2 559起违反了相关法规。在这些违规事件中，真菌毒素超标是主要违规原因之一，占比达到了28.6%。这一数据凸显了真菌毒素对人类食品安全的严重威胁。全球范围内，真菌毒素的种类已经超过300种，且其在结构上各有不同，其中有20多种已被分离鉴定。按照主要产毒菌种的不同，真菌毒素可被分为曲霉菌毒素〔如黄曲霉毒素（AF）、赭曲霉毒素A（OTA）等〕、青霉菌毒素〔如展青霉素（PAT）、桔青霉素（CIT）等〕、镰刀菌毒素〔如脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN))等”。上述菌种对人畜具有一定的威胁性，人畜摄食这些菌种后会出现急慢性中毒，且部分毒素还具有致癌、致畸以及致突变的风险。

 

　　为应对真菌毒素污染，我国制定了针对性的限量指标规定。《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量(2761-2011)》中明确规定了食品中AF B1、AFM1、DON、PAT、OTA以及ZEN的限量指标。虽然这些指标的限量规定在一定程度上保障了我国的食品安全，但传统的真菌毒素分析方法仍然存在检测效率低、成本较高等局限。需要注意的是，美国Trilogy分析实验室研发的多功能净化柱可一步实现对多种毒素样品的净化，能提高检测效率并降低成本。同时，我国研究人员鲍蕾等采用多功能柱检测粮谷及其制品中的DON。该方法定量限为0.3μg/g，回收率为66.0%~98.3%，室内相对标准偏差为1.9%~12.7%。总体而言，多功能净化柱的优势包含如下几点。第一，一步完成净化。能够同时对多种毒素进行净化处理，使实验流程变得更加简洁四。第二，降低成本。具有较高的集成度，可以替代多种单独的净化设备。第三，通用性强。可以满足对多种毒素的检测需求。

 

　　值得强调的是，将多功能净化柱应用于液质联用技术有助于进一步提升检测成效，具体体现在以下两个方面。第一，互补关系。液质联用技术(L-MS)可分析复杂样品中的目标化合物，而多功能净化柱可一步完成对多种毒素样品的净化。液质联用技术与多功能净化柱结合使用能够实现对复杂样品中多种目标化合物的快速、准确分析。第二，提高检测的准确性。多功能净化柱能够有效去除样品中的干扰物质，从而提高液质联用技术检测结果的准确性。
 

　　此外，就当前实际情况来看，QuEChERS(Quick，Easy,Cheap,Effective,Rugged,Safe)样品处理方法在真菌毒素检测领域也得到了广泛应用。该方法具有高通量、快速以及安全等特点，在样品处理中可根据实际需要选择不同的提取剂和特定的吸附剂来进行组合，且与液质联用法联用后，可实现对真菌毒素的高效检测。这是因为两种方法联用后会发挥出如下效果:第一，高效提取。QuEChERS采用了多种提取剂和吸附剂，可以根据实际需要进行组合以实现对不同种类真菌毒素的高效提取。第二，准确可靠。液质联用技术具有较高的分辨率和精度，能够准确区分和定量不同种类的真菌毒素，与QuEChERS方法结合应用可有效减少样品中的干扰物质。第三，安全性。QuEChERS方法采用环保、安全的提取剂和吸附剂，降低了实验过程中的风险，与液质联用技术相结合，可以使整个检测过程更加安全。借助QuEChERS法可以对不同基质样品中的真菌毒素进行处理和检测。例如，可以借助QuEChERS法对粮食、饲料以及食用油等样品进行处理和检测，揭示真菌毒素的污染状况，为食品安全监管提供有力支持。

 

　　尽管QuEChERS法具有高通量的优势，但高通量的样品处理方法也存在一定的问题。例如，在实施该方法的过程中会引起一定的基质效应，可能使测试结果的准确定量受到影响，同时还会增加仪器的维护成本。为了克服这些问题，有必要加强对新净化体系和新净化材料的研究和开发。

 

 

　　海洋生物毒素种类繁多(包括贝类毒素、河鈍毒素以及西加鱼毒素等)，会在一定程度上威胁人类的健康。因此，加强对生物毒素的检测和防治至关重要。采用先进的检测分析技术可以及时发现并去除食品中的生物毒素，有利于确保消费者的饮食安全，为我国的食品安全提供有力保障。

 

　　2.2.1贝类毒素

 

　　贝类毒素是一种特殊的生物毒素，存在于贝类动物体内，这些动物在食用含有毒素的海藻或与有毒藻类共生时，毒素就会在其体内积累。根据毒素的毒性作用机制的不同，可以将其分为4类，分别为麻痹性、腹泻性、神经性和健忘性贝类毒素。从化学结构来看，贝类毒素可以被细分为8种不同的类型，包括原多甲酸毒素、短裸甲藻毒素和环亚胺类毒素等。

       从实际情况来看，这些贝类毒素具有突发性、广泛性、高毒性以及快速反应等特点，并且目前还没有找到合适的解毒剂，对人类健康构成了严重的威胁。传统的贝类毒素分析检测方法存在一些问题，如涉及动物伦理问题、灵敏度不高、准确性和重现性较差，以及容易出现假阳性结果并缺乏特异性等，限制了传统方法在实际应用中的效果。为了克服这些局限，液质联用技术逐渐取代了传统检测方法，表现出高灵敏度、高准确性、特异性和快速反应等优点。

 

　　单四级杆质谱在贝类毒素检测中的应用存在一定的局限性，如选择离子扫描采集的质谱信息过少、定性结果存在不确定性，以及缺乏确证功能等。为了克服这些局限性，二级质谱技术在贝类毒素检测中的应用受到广泛关注，因为二级质谱能够得到更准确的定性结果。

 

　　2.2.2河鲀毒素

 

　　河鈍毒素（TTX）是一种生物碱，一些海洋生物通过食物链摄入含有产毒菌的藻类后就会在体内产生或积累此类毒素。该物质毒性比含有剧毒的氰化钠还要高1 250多倍，这就使其成为一种极其危险的生物毒素。迄今为止，科学家发现的TTX及其衍生物共有11种，且这种物质表现出了多样的化学结构和生物活性。TTX不仅存在于河豚体内，还在树蛙、蝾螈、纽虫、海螺以及蟹类等生物体内被发现。需要强调的是，河豚体内TTX的分布存在一定的差异，其肌肉和皮肤中的毒素含量相对较少，但这并不意味着其他部位是安全的。TTX的危害性主要表现为易引发食物中毒事件，尤其是在未充分加热或处理不当的情况下，食用含有TTX的食物会造成严重后果。因此，TTX在食品安全领域的关注度日益提高。为了确保食品安全，研究者开发了多种检测TTX的方法。这些方法通常会先对样品进行均质粉碎，然后使用酸性水溶液进行提取，并在提取完成后，对提取液进行净化。这通常涉及使用甲醇进行沉淀以及通过固相萃取柱或分散固相萃取的方法来进行进一步净化，以提高检测的准确性和可靠性。

 

　　2.2.3西加鱼毒素

 

　　西加鱼毒素（CTX）由13个连续连接成阶梯状的醚环组成。根据地域分布，可将CTX分为三类，分别为太平洋CTX（P-CTX）、加勒比海CTX（C-CTX）和印度CTX（I-CTX）。其中，P-CTX在数量和毒性上是最大的。CTX的毒性比TTX强100倍，误食后会引起肠胃、神经系统及部分心血管不适等症状。因此，对其进行准确检测至关重要。液质联用法在CTX检测领域得到了广泛应用，研究者可以借助LC-MS/MS法来测定深海鱼体内的CTX含量。

 

 

　　为了进一步提升检测和防治生物毒素的成效，可以将液质联用技术与多功能净化柱、QuEChERS方法联合应用，这是符合市场需求的。目前，食品安全、环境监测等领域的毒素检测需求不断增长，多功能净化柱的一步净化能力恰好满足了市场对高效、低成本检测方法的需求。因此，多功能净化柱具有广泛的应用前景和市场潜力。

 

 

　　［1］徐晓敏.液质联用技术在食品安全检测中的应用研究［J］.食品安全导刊,2021(22):71,73.

 

　　［2］谭蟒,郭晓磊,王圣博,等.液质联用技术在食品安全检测内运用阐述［J］.现代食品,2021(13):29-31.

 

　　［3］于丽丽,刘建辉.液质联用技术在食品真菌毒素检测中的应用研究［J］.现代食品,2021(1):130-131,142.