液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)在食用農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用及問題分析

譚繼鑫，吳立平，李 娟

（攀西釩鈦檢驗(yàn)檢測院，四川攀枝花 617000）

食用農(nóng)產(chǎn)品在人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮?，包括蔬菜、水果、畜禽肉類和水產(chǎn)品等，是維持人們身體健康的必要營養(yǎng)來源。隨著人們生活水平的不斷提升，人們的健康理念不斷升級(jí)，對(duì)質(zhì)量好、品質(zhì)優(yōu)的食用農(nóng)產(chǎn)品需求越來越高，吃得好、吃得營養(yǎng)健康成為更多人的選擇[1]。因此，食用農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)、獸藥殘留問題得到人們的廣泛關(guān)注。液相色譜-質(zhì)譜法在農(nóng)藥、獸藥殘留檢測方面應(yīng)用廣泛，相關(guān)農(nóng)藥、獸藥殘留檢測標(biāo)準(zhǔn)也不斷向液相色譜-質(zhì)譜法靠攏。但在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥、獸藥殘留檢測過程中，多樣的農(nóng)產(chǎn)品種類及復(fù)雜的基質(zhì)增加了檢測難度，對(duì)檢測儀器性能及檢測人員的要求越來越高。

1 液相色譜-質(zhì)譜法概述

1.1 原理及分類

液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)是指樣品中各組分經(jīng)液相色譜儀分離后經(jīng)適用的接口導(dǎo)入質(zhì)譜儀中，質(zhì)譜檢測器利用質(zhì)荷比對(duì)物質(zhì)進(jìn)行二次分離，最終完成目標(biāo)組分有效分析的技術(shù)[2]。液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)按接口技術(shù)可分為電噴霧離子化技術(shù)（Electro Spray Ionization，ESI）、大氣壓化學(xué)離子化技術(shù)（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）、大氣壓光電離子化技術(shù)（Atmospheric Pressure Photoionization Ionization，APPI）和基質(zhì)輔助激光解吸離子化技術(shù)（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization，MALDI）[3]；隨著離子化接口技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)量分析器也同步發(fā)展，出現(xiàn)了四極桿質(zhì)譜儀、離子阱質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀和傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀[4]。目前應(yīng)用較為廣泛的是電噴霧離子化技術(shù)和大氣壓光電離子化技術(shù)與四極桿質(zhì)量分析器聯(lián)用的液質(zhì)聯(lián)用儀。

1.2 優(yōu)勢

農(nóng)藥或獸藥殘留相關(guān)食品安全問題因殘留量低、檢測基質(zhì)效應(yīng)明顯，實(shí)際檢測中對(duì)目標(biāo)物干擾強(qiáng)、檢測難度大，常規(guī)檢測方法難以做到痕量或超痕量檢測。針對(duì)痕量檢測，需要選擇具有高靈敏度和低檢測限的檢測技術(shù)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性[5]。目前，應(yīng)用較為廣泛的農(nóng)、獸藥殘留檢測技術(shù)有液相色譜-質(zhì)譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法等。其中，氣相色譜-質(zhì)譜法適用于沸點(diǎn)較低、熱穩(wěn)定性好的小分子有機(jī)化合物的定性和定量分析，而液相色譜-質(zhì)譜法可以進(jìn)行沸點(diǎn)較高、極性強(qiáng)、難揮發(fā)和熱不穩(wěn)定性化合物的檢測[6]，以及相對(duì)分子質(zhì)量大的化合物（蛋白、多肽等）的分析，且檢測分析能力強(qiáng)、靈敏度極高，即使樣品在色譜柱上未完全分離，也可以通過質(zhì)譜圖中特征離子進(jìn)行分辨，能夠提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，節(jié)省分析時(shí)間和步驟。因此，液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)在農(nóng)藥或獸藥殘留檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

2 液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)在食用農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用

2.1 蔬菜水果中農(nóng)藥殘留的檢測

為防止病蟲害及雜草生長，各種農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。農(nóng)藥雖為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的便利[7]，但違規(guī)使用禁用農(nóng)藥或超量、超范圍使用農(nóng)藥導(dǎo)致的農(nóng)藥殘留問題也越來越突出，不僅造成環(huán)境污染，還對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生威脅。

近年來，國家整合了大量的農(nóng)藥殘留檢測相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，形成以GB 23200 系列為主的檢測標(biāo)準(zhǔn)，如GB 23200.8 系列、GB 23200.19—2016、GB 23200.113—2008、GB 23200.121—2021等[8]，該系列標(biāo)準(zhǔn)檢測方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法以及液相色譜-質(zhì)譜法等，幾乎涵蓋目前所有在售和禁用農(nóng)藥品種。在蔬菜水果檢測過程中，因其自身基質(zhì)復(fù)雜、殘留限量較低等，農(nóng)藥殘留分析對(duì)儀器靈敏度、選擇性、分辨率要求均較高，復(fù)雜基質(zhì)樣品檢測往往需要達(dá)到痕量或超痕量級(jí)要求，液相色譜-質(zhì)譜法因在檢測時(shí)選擇性與靈敏度高而被廣泛應(yīng)用[9]。例如，豇豆中噻蟲胺在國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763—2021 中的限量值與指定檢測方法所能達(dá)到的檢出限或定量限相同，均為0.01 mg·kg-1，并要求選用液相色譜-質(zhì)譜法檢測。

為保證數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性，減少基質(zhì)效應(yīng)對(duì)目標(biāo)物的影響，以及降本增效、減少污染，研究人員樣對(duì)早期前處理方法不斷優(yōu)化，形成了以QuEChERS 提取凈化為主流的前處理技術(shù)，并在各類檢測方法標(biāo)準(zhǔn)中廣泛應(yīng)用。

2.2 畜禽肉中獸藥殘留的檢測

隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平的提高，居民能量攝入得到保障，飲食結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生改變。畜禽肉因含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白，容易被人體吸收利用，使其在居民飲食結(jié)構(gòu)中的占比越來越高。我國是畜禽肉生產(chǎn)與消費(fèi)大國，獸藥在畜禽養(yǎng)殖中起著至關(guān)重要的作用，不僅能夠減少養(yǎng)殖過程中動(dòng)物的患病率與死亡率，還能促進(jìn)動(dòng)物生長、改善動(dòng)物肉質(zhì)。但誤用、濫用獸藥的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使得部分畜禽產(chǎn)品獸藥殘留量嚴(yán)重超標(biāo)，不僅影響畜禽肉類產(chǎn)品品質(zhì)，而且影響消費(fèi)者的身體健康[10]。

畜禽肉中較為常見的獸藥殘留有抗生素類（氯霉素、甲砜霉素、多西環(huán)素等）、磺胺類（磺胺甲氧噠嗪、磺胺噻唑、磺胺間二甲氧嘧啶等）、呋喃類（呋喃妥因、呋喃它酮等）[11]、抗寄生蟲類（甲硝唑、地美硝唑等）和激素類藥物（克倫特羅、沙丁胺醇等）。獸藥濫用或超量使用導(dǎo)致部分獸藥及其代謝產(chǎn)物未被動(dòng)物及時(shí)吸收和代謝，殘留于動(dòng)物體內(nèi)及其肉制品中，消費(fèi)者食用后這些獸藥殘留會(huì)轉(zhuǎn)移到體內(nèi)，蓄積到一定量后，就會(huì)引起慢性中毒甚至“三致”效應(yīng)。獸藥殘留分析面臨的難題主要是樣品基質(zhì)復(fù)雜、藥物殘留代謝物復(fù)雜及干擾物質(zhì)較多，對(duì)檢測技術(shù)與設(shè)備的要求非常高。液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)因適用性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于獸藥殘留檢測中[7]。

2.3 水產(chǎn)品中農(nóng)獸藥殘留的檢測

水產(chǎn)品包括各種淡水和海水魚類、蝦、蟹、貝類和海藻類等，因蛋白質(zhì)含量高、微量元素多，以及味道鮮美[12]，深受人們喜愛。水產(chǎn)品生長環(huán)境復(fù)雜，養(yǎng)殖過程中為減少病害影響，促進(jìn)養(yǎng)殖水產(chǎn)品的生長速度，通常需要使用各類獸藥，如抗生素、殺蟲劑、生長激素等，部分養(yǎng)殖戶甚至可能使用禁用藥品，如孔雀石綠、諾氟沙星、培氟沙星、氧氟沙星等，其中孔雀石綠因?qū)λa(chǎn)品中寄生蟲、真菌或細(xì)菌感染治理效果明顯，諾氟沙星、培氟沙星、氧氟沙星等合成抗菌藥在降低水產(chǎn)品發(fā)病和死亡率等方面具有重要作用而屢禁不止[13]。長期使用各類農(nóng)、獸藥極易造成水產(chǎn)品中農(nóng)、獸藥殘留累積，當(dāng)人們食用該類產(chǎn)品后會(huì)在體內(nèi)進(jìn)一步富集，若無法及時(shí)代謝，最終將對(duì)人們身體健康造成危害，激素類獸藥還可能會(huì)對(duì)青少年的生長發(fā)育造成影響[14]。隨著我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部1077 號(hào)系列公告及GB 31658 系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大量采用液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)檢測水產(chǎn)中獸藥殘留，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步提高，滿足了水產(chǎn)中獸藥殘留檢測中高通量、高分辨力的需求。

3 液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)在檢測中遇到的問題及解決對(duì)策

3.1 檢測樣品基質(zhì)效應(yīng)問題

由于蔬菜水果、畜禽肉、水產(chǎn)品等食用農(nóng)產(chǎn)品基質(zhì)及目標(biāo)物提取過程復(fù)雜，對(duì)目標(biāo)物檢測分析有明顯干擾，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。主要干擾源為樣品本身基質(zhì)引入的干擾與樣品前處理引入的外源性干擾。針對(duì)基質(zhì)干擾問題可采用改進(jìn)前處理凈化方式的方法解決，即液液萃取、QuEChERS 凈化、固相萃取等；檢測過程通過基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線改善基質(zhì)干擾問題；利用同位素內(nèi)標(biāo)法可有效抵消質(zhì)譜離子化過程中的基質(zhì)效應(yīng)[15]、消除前處理過程造成的損失；改變離子化方式，可有效降低基質(zhì)效應(yīng)，其離子化方式抗基質(zhì)干擾能力依次為APPI＞APCI＞ESI[16]；優(yōu)化色譜與質(zhì)譜條件，盡量將基質(zhì)干擾物與目標(biāo)物分離；注重器皿、耗材的清潔問題，避免外源物質(zhì)表面活性劑產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)。

3.2 儀器狀況與消耗品引起的背景噪聲與干擾

隨使用時(shí)間的不斷增加，儀器性能狀態(tài)會(huì)不斷下降，最終引起儀器穩(wěn)定性下降、背景噪聲升高；同類消耗品因生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)工藝以及原材料不同，質(zhì)量可能存在較大的差異，因此引起的本底干擾也不盡相同。面對(duì)此類問題可以通過定期清洗設(shè)備流路與質(zhì)譜前端系統(tǒng)，維護(hù)液相色譜、質(zhì)譜檢測器及氮?dú)獍l(fā)生器來減少因檢測設(shè)備污染引入的干擾；選用高純度的化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)品，降低因試劑耗材選用不當(dāng)引入的噪聲與干擾。

3.3 檢測過程中各環(huán)節(jié)帶入的污染問題

污染問題主要包括樣品制備過程中的交叉污染問題、前處理環(huán)節(jié)中的試劑與器皿污染問題、設(shè)備間的交叉污染問題以及質(zhì)譜檢測器離子源污染問題等。為避免污染問題引起檢測結(jié)果異常情況，需嚴(yán)格按照操作規(guī)范清洗各類儀器設(shè)備、盡量現(xiàn)配現(xiàn)用各類試藥試劑、定期清洗離子源、做好實(shí)驗(yàn)過程中的各類防護(hù)。

4 結(jié)語

液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)因具有分析范圍廣、靈敏度高、分辨力高的特性，可滿足樣品痕量甚至超痕量級(jí)別組分檢測的需要，因此被廣泛應(yīng)用于果蔬、畜禽肉及水產(chǎn)品等食用農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域的檢測。同時(shí)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用設(shè)備價(jià)格高昂，試劑、標(biāo)準(zhǔn)品等消耗品純度和質(zhì)量要求較高，致使中小型實(shí)驗(yàn)室難以負(fù)擔(dān)。另外，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)基質(zhì)效應(yīng)明顯，為保證檢驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性與重現(xiàn)性，對(duì)樣品前處理提出了更高的要求。隨著液相色譜-質(zhì)譜技術(shù)的逐漸完善，其檢測靈敏度不斷提高、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，在科研和檢測領(lǐng)域得到長足發(fā)展。