液质联用技术在食品安全检测中的应用研究

论文摘要

本研究的主要目的是为食品安全检测建立高效分离的、高选择性和高灵敏度的多残留关键技术和确证方法。本文将先进的高效液相色谱-质谱联用技术应用于食品安全检测中,建立了四类有害物质残留量的一系列检测方法。这四类研究对象包括10种禁用染料、8种禁用兽药和2类有限量规定的兽药,都是食品安全检测中重点关注的物质。建立的所有方法均经确证并已应用于实际检测,解决了食品安全检测中的一系列技术难题。归纳出了一个应用高效液相色谱-质谱联用技术检测食品中有害物质方法开发的基本模型,为开发同类方法提供了理论指导和范例。同时对化合物分子在二级质谱内的碎裂方式和机理进行了初步理论探讨。提出了用高效液相色谱法（HPLC）同时测定食品中苏丹1-4号染料的方法,食品中的苏丹染料用正已烷提取,经中性氧化铝固相萃取柱净化后,用高效液相色谱分离,二极管阵列检测器检测定量,并根据可见光谱图的相似系数进行定性。提出了用HPLC-离子阱质谱联用法同时鉴定和分析食品中苏丹1-4号染料的方法。样品用甲醇超声提取15min,静置过滤后直接进行仪器检测。采用Agilent ZorbaxXB-C18色谱柱,0.1%的乙酸溶液和乙腈（15：85,V／V）为流动相来分离四种染料。采用ESI离子阱质谱进行质谱检测,质谱条件根据被测物分子量采用智能模式选定。对二级质谱的碰撞能量进行了优化。分析了苏丹染料分子在质谱中的碎裂方式和机理,纠正了权威文献上关于苏丹4号分子结构及其谱图解析的错误。方法检出限可达lng/mL,线性范围为5～100ng/mL,加标回收率在85%-97%之间。本方法列为中华人民共和国检验检疫行业标准。建立了一个用凝胶渗透色谱（GPC）-HPLC-二级质谱（MS/MS）联用技术同时检测辣椒制品中苏丹1-4号、苏丹橙G、苏丹红B、苏丹红G、苏丹红7B,黄油黄和对位红等10种禁用染料的方法。用GPC对辣椒制品提取液进行净化。HPLC以甲酸水溶液和甲醇为流动相,通过Inertsil C18液相色谱柱使待测物质分离开,通过正模式电喷雾电离二级质谱检测。对于所测的禁用染料,浓度线性响应范围在3个数量级,在不同基质中的检出限（LOD）可达到0.1-1.8ng/g,定量限（LOQ）可达到0.4～5.0ng/g.10种禁用偶氮染料在5种基质中的方法回收率在81.7-92.9%之间。日内和日间精密度（相对标准偏差RSDs）分别为2.9-7.8%和3.9-8.1%,。建立了固相萃取（SPE）-HPLC-MS/MS技术同时测定肠衣品中8种硝基咪唑类药物残留量的方法。样品用乙酸乙酯提取,经SCX固相萃取柱净化后,HPLC-MS/MS法测定,同位素稀释内标法定量。方法按照欧盟2002／657／EC指令要求进行了验证。8种分析物在0.1、0.5和lμg/kg三个水平的回收率在87.3-117%之间,重复性在3.35-10.1%,室内重现性在3.21-10.3%。8种分析物的确定限（decision limit, CCa）为0.029-0.049μg/kg,检测能力（detection capability, CCβ）为0.049～0.083μg/kgo建立了SPE-HPLC-MS/MS法快速测定牛组织及奶中的痕量氯氰碘柳胺残留量的方法。样品经乙腈-丙酮（80：20,v／v）提取后,过Oasis MAX固相萃取柱净化,液相色谱串联质谱条件为负模式下多反应监测,外标法定量。方法在低浓度和高浓度两个水平范围均呈良好线性,相关系数（r2）大于0.9899。在不同基质的3-4个浓度水平上的回收率在73.0%-95.7%之间,相对标准偏差在3.29%-9.87%之间,检出限（LOD）为0.008μg/kg,定量限（LOQ）为0.02μg/kg。本方法列为中华人民共和国检验检疫行业标准。建立了GPC-HPLC-MS/MS法测定动物组织及禽蛋中地克珠利、妥曲珠利及其2种代谢物的残留量的方法。样品用乙酸乙酯提取,经凝胶渗透色谱净化,液相色谱串联质谱测定,同位素稀释内标法定量。结果表明,在1～1000μg/kg范围内,四种分析物呈良好线性,相关系数均大于0.9921。在三个添加水平的回收率在84.6%-103%之间,相对标准偏差在2.64%-8.82%之间,方法的LOD在肝脏、肾脏中为10μg/kg,禽蛋、肌肉中为3μg/kg。方法的LOQ在肝脏、肾脏中为20μg/kg,禽蛋、肌肉中为10μg/kg。通过上述方法研究,提出了一套应用高效液相色谱-质谱联用技术检测食品中有害物质方法开发的基本模型：1.选取适当溶剂采取超声、振荡等手段从样品中提取被测物；2.用GPC技术去除提取液中的蛋白、脂肪、天然色素等大分子量的共提取物；用以消除基质效应和保护色谱柱；仍有干扰时采用SPE技术进一步净化；3.利用高效液相色谱分离目标化合物以及其它分子量接近的杂质；4.按目标化合物分子量的不同,在其保留时间附近的时间区段内优化二级质谱条件。不同分子量的物质通过检测其分子离子信号而分别得到检测。对于同分异构体等分子量相同的物质,根据其分子离子在质谱中碎裂方式的不同,选取不同的子离子作为检测离子,使其分别得到检测；5.采用溶剂校正曲线与基质匹配校正曲线进行统计分析,检验是否存在基质效应,如果存在基质效应,则检测时需要制作基质匹配校正曲线来进行定量。采用同位素内标稀释技术可以消除基质效应和其它样品处理过程带来的误差,6.方法的特异性、线性、基质校正、准确度、精密度、CCα、CCβ等指标应该而且必须遵照IUPAC和2002／657／EC和方法学要求加以确证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 液质联用技术在食品安全检测中的应用进展
• 1.1 食品安全检测技术概述
• 1.2 液质联用技术发展概述
• 1.3 液质联用技术在食品安全检测中的应用进展
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第2章 液相色谱-质谱联用检测食品中多种禁用偶氮染料
• 2.1 禁用染料及其检测技术研究进展
• 2.2 液相色谱法检测食品中四种苏丹染料
• 2.3 液相色谱-离子阱质谱联用检测食品中四种苏丹染料
• 2.4 液相色谱-二级质谱联用检测食品中10种禁用偶氮染料
• 2.5 本章结论
• 第3章 液相色谱-三重四极杆质谱联用检测肠衣中硝基咪唑类药物及其代谢物残留
• 摘要
• 3.1 硝基咪唑类代谢物及其检测技术研究进展
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 方法的确证
• 3.5 本章结论
• 第4章 液相色谱-质谱联用检测牛组织和奶中氯氰碘柳胺残留
• 摘要
• 4.1 氯氰碘柳胺及其检测技术研究进展
• 4.2 试验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 方法的确证
• 4.5 本章结论
• 第5章 液相色谱-质谱联用法检测动物源食品中地克珠利和妥曲珠利及其代谢物残留
• 摘要
• 5.1 地克珠利和妥曲珠利及其检测技术研究进展
• 5.2 试验部分
• 5.3 结果与讨论
• 5.4 方法的确证
• 5.5 结论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢