孫秉康 李曉毓 寧雪雪 姚婷

摘要四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜（Q-TOF）技術(shù)因具有檢測(cè)范圍寬、靈敏度高、可耦合聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測(cè)領(lǐng)域。綜述了近年來(lái)Q-TOF技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在檢測(cè)農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、外源添加物、真菌毒素4個(gè)方面的應(yīng)用，展望了該技術(shù)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜；食品安全；檢測(cè)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)TS207文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）09-0076-02

Application of QTOF Technology in Food Quality and Safety Detection

SUN Bingkang， LI Xiaoyu， NING Xuexue， YAO Ting*

（Huangshan University， Huangshan， Anhui 245041）

AbstractThe QTOF has been applied in food quality and safety analysis as a result of its wide detection range， high sensitivity and combination， and so on. The development status and applications of QTOF technology in the detection of pesticide residue， veterinary drug， exogenous additives and mycotoxin were reviewed and application prospect was forecasted.

Key wordsQTOF；Food safety；Detection；Application

食品安全關(guān)系到人們的生命健康、社會(huì)的穩(wěn)定以及國(guó)家的發(fā)展等，是人類(lèi)賴以生存和可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。近年來(lái)多次發(fā)生的食品安全突發(fā)事件已嚴(yán)重?fù)p害了人們的健康安全，也較大地影響了社會(huì)的穩(wěn)定，因此食品安全問(wèn)題受到各國(guó)人民的廣泛關(guān)注。目前，食品安全檢測(cè)也成為熱門(mén)的研究方向，質(zhì)譜技術(shù)由于靈敏度高、檢測(cè)速度快、結(jié)果精確等優(yōu)點(diǎn)已在眾多領(lǐng)域中都有應(yīng)用，其中四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜（Q-TOF）因其更優(yōu)的性能和先進(jìn)的技術(shù)，在食品安全領(lǐng)域中已廣泛應(yīng)用。筆者綜述了Q-TOF技術(shù)檢測(cè)方法及其在農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、外源添加物、真菌毒素4個(gè)方面的應(yīng)用，旨在為更好地研究食品安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段提供參考。

1Q-TOF技術(shù)

Q-TOF是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種質(zhì)量分析技術(shù)，由四極桿質(zhì)譜和飛行時(shí)間質(zhì)譜串聯(lián)耦合構(gòu)成。工作原理是通過(guò)四極桿質(zhì)譜選取單一離子并送入碰撞活化室與氬氣進(jìn)行碰撞，經(jīng)誘導(dǎo)裂解后，到達(dá)加速器中，在推斥極的作用下在飛行時(shí)間質(zhì)譜（TOF-MS）中進(jìn)行質(zhì)量分離，從而實(shí)現(xiàn)精確分子測(cè)定[1]。質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)賦予經(jīng)典的質(zhì)譜法新的活力，與其他一些單一質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行比較，Q-TOF在準(zhǔn)確度、靈敏度、選擇性等方面均有所提升。Q-TOF可以進(jìn)行多種模式的質(zhì)量檢測(cè)，主要包括總離子掃描（MS-Scan）、TOF-MS和飛行時(shí)間二級(jí)質(zhì)譜（TOF-MS/MS），這些模式也可以應(yīng)用于負(fù)離子的檢測(cè)[2]；同時(shí)具有靈敏度高、檢測(cè)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，并且還能通過(guò)精確的碎片離子質(zhì)量，進(jìn)行未知物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定[3]。這些優(yōu)勢(shì)使得Q-TOF在很多學(xué)科領(lǐng)域都得到了較為廣泛的應(yīng)用，其中食品安全檢測(cè)就是Q-TOF技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。

2Q-TOF在食品質(zhì)量安全檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1農(nóng)藥殘留

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)藥的使用也趨于常態(tài)化。由于我國(guó)農(nóng)民對(duì)農(nóng)藥的危害了解較少，使用農(nóng)藥非常隨意；另一方面，我國(guó)對(duì)于農(nóng)藥使用的監(jiān)管力度不夠，從而導(dǎo)致農(nóng)藥殘留對(duì)人們的健康存在安全隱患。因此農(nóng)藥殘留問(wèn)題成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。

我國(guó)根據(jù)國(guó)情擬定了相應(yīng)農(nóng)藥最高殘留量的標(biāo)準(zhǔn)，頒布的《食品中農(nóng)藥最大殘留量》中涉及農(nóng)藥387種，最高殘留量指標(biāo)3 650項(xiàng)。因此，農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)顯得非常重要。隨著儀器分析技術(shù)的迅速發(fā)展，高分辨質(zhì)譜技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越多[4]。趙志遠(yuǎn)[5]建立了用QuEChERS結(jié)合液相色譜-四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜（LC-Q-TOF-MS）快速篩查方法，從蘋(píng)果、番茄和甘藍(lán)上檢測(cè)出281種農(nóng)藥殘留。該方法實(shí)現(xiàn)了不同農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)比較，可以快速準(zhǔn)確篩查農(nóng)藥殘留，并且提高了識(shí)別精度。侯向昶等[6]利用高效液相色譜-四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜（UPLC-Q-TOF-MS）建立了三華李和葡萄等水果上34種農(nóng)藥殘留的篩查方法，通過(guò)QuEChERs模式，根據(jù)碎片離子、保留時(shí)間和精確質(zhì)量即可完成對(duì)待測(cè)農(nóng)藥的精確分析。

2.2獸藥殘留

隨著生活質(zhì)量不斷改善，人們對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品的需求也不斷增加。養(yǎng)殖戶為了追求更多的經(jīng)濟(jì)利益，往往濫用獸藥，而獸藥殘留會(huì)對(duì)人們的健康造成危害；加上動(dòng)物源食品基質(zhì)的復(fù)雜性且殘留量很小，因此快速、準(zhǔn)確檢測(cè)獸藥殘留的方法尤為重要[7]。目前，色譜和質(zhì)譜技術(shù)仍是獸藥殘留檢測(cè)最常用的手段，但相對(duì)單一，難以滿足日益復(fù)雜且微量的獸藥殘留檢測(cè)要求。Q-TOF與色譜聯(lián)用克服了檢測(cè)單一的缺點(diǎn)，具有通用性，且準(zhǔn)確性更高，越來(lái)越多地被應(yīng)用到獸藥殘留檢測(cè)中。

高馥蝶等[8]和Wang等[9]采用LC-Q-TOF-MS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)奶、肉、蛋中獸藥殘留的快速檢測(cè)，液相色譜（LC）與Q-TOF結(jié)合連用，不只是準(zhǔn)確性提高，檢測(cè)范圍也有所增加。嚴(yán)麗娟等[10]利用高效液相色譜（UPLC）與Q-TOF聯(lián)用對(duì)乳產(chǎn)品中鎮(zhèn)靜劑進(jìn)行檢測(cè)，建立了與獸藥殘留數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的高通量篩查方法。綜上，雖然待檢測(cè)物質(zhì)種類(lèi)很多，但可以根據(jù)需要選擇不同的色譜、質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)于不同特點(diǎn)的待檢測(cè)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。

2.3外源有害物質(zhì)

在食物生產(chǎn)和加工過(guò)程中，添加劑的加入可改善食物的質(zhì)量、口感或色澤。為了更大的利益，不法制造商往往在食品中添加一些有害物質(zhì)，嚴(yán)重危害消費(fèi)者的健康。如“蘇丹紅”事件、“三聚氰胺奶粉”事件、“上海染色饅頭”事件以及“河南瘦肉精”事件等[11]，均是由于在食品中添加了有害添加物。因此，對(duì)食品中有害添加劑進(jìn)行快速篩查一直是食品安全中需要解決的問(wèn)題。

趙延勝[12]用LC-Q-TOF-MS建立了奶酪中29種禁用色素的篩查方法，樣品經(jīng)前處理提取和凝膠滲透色譜凈化后檢測(cè)，再通過(guò)分子質(zhì)量數(shù)比配和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，可以實(shí)現(xiàn)高效的定性分析，且該方法篩查領(lǐng)域廣泛，對(duì)含脂肪蛋白質(zhì)等的食品具有良好的應(yīng)用效果。林慧等[13]利用Q-TOF檢測(cè)可能存在牛肉中的工業(yè)染料剛果紅，為肉制品中剛果紅的定性和定量分析提供了較好的解決方法，且該方法并未與色譜聯(lián)用，在檢測(cè)成本以及檢測(cè)難度上都有所降低。目前使用Q-TOF技術(shù)對(duì)食物中外源添加物的檢測(cè)確證的研究還較少，屬于初級(jí)階段，需要做更多的探索。

2.4真菌毒素

真菌毒素是由真菌在合適的生長(zhǎng)條件下所產(chǎn)生的代謝物，對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物都有害，已發(fā)現(xiàn)真菌毒素有400多種。真菌毒素不僅能使食物腐敗變質(zhì)，還具有致癌、致畸和致突變性[14]，嚴(yán)重危害著人們的身體健康。真菌毒素對(duì)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口造成了巨大的阻礙，帶來(lái)了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

目前對(duì)真菌毒素的檢測(cè)方法有薄層色譜法（TLC）、氣相色譜法（GC）、液相色譜法（LC）以及液相質(zhì)譜法（LC-MS）等[15]。但由于真菌種類(lèi)繁多，食品基質(zhì)過(guò)于復(fù)雜，單一的檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法做到精確定性分析，因此Q-TOF-MS技術(shù)也可應(yīng)用到真菌毒素的檢測(cè)中。

鄭翠梅[16]應(yīng)用LC-Q-TOF-MS技術(shù)，建立了小麥和和玉米中黃曲霉素、單端孢霉烯族毒素等5類(lèi)13種真菌毒素的快速篩選與確證分析的方法，該方法為日后全面系統(tǒng)地檢測(cè)真菌毒素提供了技術(shù)支持。Sirhan 等[17]在LC-ESI-Q-TOF-MS/MS技術(shù)的基礎(chǔ)上，在多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下采用低能量碰撞誘導(dǎo)串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行定量檢測(cè)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了檢測(cè)谷物中8類(lèi)A型和B型單端孢霉烯族的方法，該方法具有不用固相萃取、節(jié)約成本和準(zhǔn)確度更高的優(yōu)點(diǎn)。

3展望

近年來(lái)食品安全問(wèn)題一直受到人們廣泛關(guān)注，檢測(cè)食品安全的分析技術(shù)雖有很多，但食品基質(zhì)過(guò)于復(fù)雜，污染物種類(lèi)太過(guò)繁多，一般的檢測(cè)技術(shù)無(wú)法滿足其嚴(yán)苛的要求。質(zhì)譜技術(shù)作為一種高端檢測(cè)技術(shù)具有較高的定性、定量分析和選擇性[18]，Q-TOF以及Q-TOF與色譜聯(lián)用具有檢測(cè)范圍寬、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全范圍得到普遍的應(yīng)用，已成為食品安全檢測(cè)方面不可或缺的手段。Q-TOF技術(shù)在更多的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著作用，如藥品研發(fā)、中藥與天然產(chǎn)物分析、臨床研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、基因組學(xué)和代謝組學(xué)等領(lǐng)域，Q-TOF技術(shù)憑借著其高通量、檢測(cè)范圍寬等特點(diǎn)均有應(yīng)用[19]。但對(duì)于檢測(cè)未知物質(zhì)或痕量物質(zhì)等還達(dá)不到滿意的高度，所以質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展仍需要進(jìn)行更多的探索。

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