原位電離質譜技術在食品質量安全檢測中的應用

余 靈

（信陽市浉河區市場監督管理局，河南信陽 464000）

1 原位電離質譜技術簡述

原位離子化技術通過不斷地創新與改進，推動了質譜在原位分析、快速檢測和表面分析等方面的應用。此技術的工作流程為通過樣品的分解吸附，將分析物進行實時的離子化，將離子引入質量分析器。原位離子技術主要分為3類，直接電離技術、直接解吸電離技術和兩步電離技術。

1.1 直接電離技術

電噴霧離子化（ESI）原理是直接電離技術的基礎，主要用于液體樣品的檢測和分析，液體樣品不需要進行預處理。相比較與傳統的ESI技術，直接電離技術不需要對液體樣品進行稀釋，因此靈敏度較高。

1.2 直接解吸電離技術

直接電離技術主要應用于液態樣品和固態樣品的實時分析，其工作原理是利用離子或帶電液快速撞擊樣品的表面后，經過迅速解吸電離形成分析物離子，進行檢測和分析，直接解吸電離技術能直接處理樣品，無需預處理和高壓密封的環境。

1.3 兩步電離技術

兩步電離技術顧名思義就是檢測工作分為兩步走，其遵循的原理為先解吸附后電離[1]。具體的過程為通過一系列的手段，如激光、霧化、熱解吸等，使樣品中產生分析物，分析物和電熔劑進行反應形成分析物離子。

2 原位電離質譜技術的工作流程

原位電離質譜技術（AIMS）最大的特點是樣品的無需處理或僅需簡單的處理，對檢測環境的要求不高，能在一些常態的環境下進行樣品的快速處理，已逐漸成為食品安全的重要檢測工具之一。AIMS技術的工作流程主要分為3步，分別為樣品制備、儀器分析和數據處理。

2.1 樣品制備

AIMS技術的樣品制備非常簡單，直接取樣或簡單的制備。例如一些茶和飲料是用工具進行蘸取樣品、碳酸飲料脫氣后，可直接取樣，一些黏稠的樣品可稀釋后進行取樣。

2.2 儀器檢測

AIMS技術進行樣品的檢測時，對樣品進行電離，待產生分析物后進入到質量分析器和檢測器中進行分離和檢測。在儀器檢測的過程中，需根據分析物的特征選擇合適離子源，分析器的選擇也會影響檢測的準確度[2]。質量分析器包

括傅里葉變換離子回旋共振（FT-ICR）、三重四極桿（QqQ）、單四極桿（Q）、離子阱（IT）等，一些復合質譜儀也具有十分廣泛的應用，例如三重四極桿線性離子阱（QqLIT），它的靈敏度和分辨率更高，可保證檢測的精準度。AIMS技術對檢測環境的要求不高，但溫度會影響檢測的效率和結果，溫度過低，離子響應慢，影響檢測的效率。高溫能加快離子反應，但有可能造成檢測物質的熱降解，導致檢測結果的不準確，需綜合考慮檢測物質和溫度因素，保證檢測的高效性和準確性。

3 原位電離質譜技術的具體應用

原位電離質譜技術作為一種新型的質譜分析技術具有十分顯著的優勢，其樣品制備簡單，儀器檢測多種可選、數據分析精準度高，在實際的食品質量安全檢測中可進行快速有效的分析[3]。

3.1 食品污染物檢測

隨著人們食品安全意識的提高和國家相關監督部門的監管，食品安全問題受到了很高的重視。AIMS技術能檢測各種樣品中的痕跡污染物，例如用于檢測果蔬表面的農藥殘留。解析電噴霧電離質譜技術（DESI-MS）技術能快速篩查農藥的種類，（PS-MS）技術能檢測農藥殘留，AIMS技術廣泛應用于農產品的農藥殘留檢測。AIMS技術能檢測液體食品樣品中的農用化合物，例如葡萄酒的檢測，利用實時直接分析三重四極桿（DART-QqQ）技術能檢測葡萄酒中包含的31種農藥，并且能測定其濃度。AIMS技術可檢測動物食品的抗生素殘留，利用內部萃取電噴霧電離質譜法（iEESI-MS）可快速地檢測動物肉質中的抗菌藥物，且靈敏度高。

3.2 非法添加物的篩查

非法添加化學添加劑是食品安全中的重要問題，建立快速、靈敏的食品檢測方法對維護市場秩序、保護消費者健康具有十分重要的意義和作用。以乳制品為例，三聚氰胺的添加對兒童造成了不可逆的健康損害，引起了社會的廣泛關注。利用實時直接分析質譜（DART-MS）方法可對乳制品進行高通量和全自動的檢測。DART-MS方法還經常用于火鍋底料和一些調味料中罌粟殼生物堿的檢測，操作過程簡單省時，為食品安全的監測工作帶來了有力的技術支持。以人工合成的化學著色劑為例，其具有十分強烈的致癌作用，已被禁止使用，但是目前仍有非法使用著色劑的行為，例如在辣椒油和辣椒粉中添加的蘇丹紅（I～IV）和羅丹明B染料，利用解吸附電暈束離子源與離子阱質譜（DCBI-MS）技術進行檢測分析能快速得到精準結果。一些糕點和面食可采用TD-ESI結合串聯質譜的方法，在30 s內完成對糕點中著色劑的定性檢測[4]。

3.3 食品真偽鑒別

食品的真偽鑒別大體分為油脂和肉類兩種，以油脂為例，利用EASI-MS技術可快速地分析樣品中的各種成分，對其是否摻假做出定性判斷。AIMS技術能將不同油脂的化學指紋譜圖和檢測出的數據進行對比分析，判斷其是否摻假，檢測速度快。以肉類為例，液滴萃取表面分析質譜（LESA-MS）技術能鑒定各種不同的肉類，根據熱穩定肽標記物區分肉類中的非肉類組成成分[5]。利用EASI-MS技術實現了對橄欖油原產地的鑒定；利用AIMS技術實現了對不同品牌白酒的區分；利用快速蒸發質譜技術實現了對肉類中摻加的非肉成分的鑒定。

4 結語

作為一種快速高效的食品安全檢測方法，AIMS技術已廣泛的應用于科學研究和食品檢測工作中，有利于食品安全監管部門檢查工作的開展。AIMS技術檢測過程不需要其他有機試劑的輔助，減少了檢測過程的污染。在實際的應用中，AIMS技術仍然面臨著許多的挑戰，食品的創新性和多樣性要求其不斷地進行創新和改進，其靈敏度也需不斷提高。AIMS技術的相關科研人員需繼續深入的研究，并不斷地擴大其使用范圍，為食品安全的檢測提供有力的技術支持和保證。