氣相色譜質譜聯用儀在食品檢測中的應用及其日常維護

寧明杰，翁 超

(漢中市質量技術檢驗檢測中心，陜西 漢中 723000)

近年來，食品安全問題得到越來越多的關注。食品中的農藥殘留、增塑劑、各類添加劑等有害物質具有劇烈的毒性和致畸、致癌作用而備受重視，這些有害物質具有多樣性、多源性、微量性及其所處基質復雜等特性，這就對食品安全的檢驗檢測技術和檢測儀器提出了嚴苛的考驗[1-2]。氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)作為20世紀末儀器分析領域的重大突破性成果，在充分發揮氣相色譜法的高分離效率的同時，具備質譜法定性專屬的能力，有著極高的靈敏度和分辨率，因而在食品檢測行業備受青睞[3]。

1 GC-MS在食品檢測領域的應用

目前，在食品檢測領域，GC-MS主要被應用于農藥殘留、食品添加劑、增塑劑和營養成分的檢測。

1.1 GC-MS檢測食品中的農藥殘留

食品生產原料的種植、養殖過程中，農藥在防治病蟲害、草害、增產等方面發揮著重要作用[4]。大部分農藥因蒸氣壓低、揮發性小、理化性質穩定、難降解等原因而在食品原料中有所殘留，但農藥的固有特性將針對其檢測的分析手段納入痕量和超痕量范疇，對檢測儀器提出較高的要求。GC-MS因其出色的分離能力，極高的檢測靈敏度和強抗干擾能力而能滿足多種農藥殘留的檢測，得到了廣泛應用[5]。

多項國家方法標準發布與實施，不僅為GC-MS在食品領域的農殘檢測方面提供了可靠依據，也大大推動了GC-MS在我國食品檢測行業的普及，進而提高食品檢測行業檢測能力。例如，GB 23200.8-2016《食品安全國家標準 水果和蔬菜中500種農藥及相關化學品殘留量的測定 氣相色譜-質譜法》作為強制執行的國家標準，為果蔬中500種農藥及其化學品殘留的測定提供了標準化參考依據[6]。GB/T23204-2008《茶葉中519種農藥及相關化學品殘留量的測定 氣相色譜-質譜法》作為推薦性標準也可以對茶葉中490中農藥及其化學品殘留進行定性鑒別，其中可定量測定農藥及其相關化學品453種[7]。

1.2 GC-MS檢測食品中的食品添加劑

現階段，我國食品添加劑有23類、2200多個品種[8]。食品添加劑在改善了食品品質和防腐方面有著無可替代的作用，在促進食品工業的發展的同時，食品添加劑的非法使用也損害著人們的健康。

GC-MS作為一項重要的食品安全檢測技術，在食品添加劑檢測方面也得到了廣泛的應用和推廣。趙東瑞[9]等人采用GC-MS/SIM內標法對兩種類型酒中的3-甲硫基丙醇進行定量分析，結果7個豉香型白酒樣品中有4個檢測到3-甲硫基丙醇，7個果酒樣品中有6個檢測到3-甲硫基丙醇。田懷香[10]等人采用頂空固相微萃取氣相色譜質譜聯用技術(SPME/GC-MS)對調味品雞精進行風味成分分析，證明了GC-MS法評價調味品雞精的特征風味物質的有效性。吳惠勤[11]等用GC-MS法研究了調味品中的化學成分，并對地溝油進行鑒別，給出了鑒定地溝油的甄別因子。

1.3 GC-MS檢測食品中的增塑劑

食品中增塑劑的主要檢測工作就是對鄰苯二甲酸酯進行檢測。鄰苯二甲酸酯水溶性低，易溶于有機溶劑，揮發性低，降解速度慢，在塑料制品中呈游離狀態，會不可避免地隨包裝遷移至食品中。人體長期接觸或過量食入此類物質會引起內分泌失調，引發惡心腫瘤，降低生殖能力，導致畸形兒的產生等。因此，相關國家標準對此類物質的含量和測定方法都有嚴格規定。GB 5009.271-2016《食品安全國家標準 食品中鄰苯二甲酸酯的測定》、GB 31604.30-2016《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品鄰苯二甲酸酯的測定和遷移量的測定》都制定GC-MS作為對鄰苯二甲酸酯的檢測方法[12-13]。

2 C-MS的日常維護

GC-MS作為一套完成多步驟復雜工作的高精密設備，如何保證其最佳工作狀態，確保分析檢測結果的準確性，最大限度發揮其檢驗檢測作用，隨著GC-MS的逐漸普及，其日常維護知識的推廣就有了一定的必要性。針對GC-MS的基本構成，下面就從載氣系統、進樣系統、真空系統和離子源四個方面談談GC-MS的日常維護。

2.1 載氣系統的維護

首先，需要保證載氣的純度和凈度。載氣的純度和凈度對色譜柱的壽命和樣品分析結果有著最直接的影響，GC-MS使用的載氣通常是高純度氦氣(至少99.999%)，在進入色譜之前都需要凈化處理以除去烴類化合物、氧氣和水等雜質，達到延長色譜柱使用壽命、降低背景噪音的目的。不同的儀器廠商有著不同的載氣凈化裝置，我們就需要根據儀器的使用頻率對凈化裝置進行及時更換，防止凈化裝置捕集到的雜質因為過飽和得到重新釋放。特別需要注意的是，載氣瓶壓力表在達到儀器要求的最低壓力值時，必須進行更換，此時節約只會適得其反。

其次，確保氣路密閉。從鋼瓶總閥到離子源，每一個結合部位都有可能漏氣。大量的氣路泄露檢修結果表明，絕大部分的漏氣點都發生于氣路接頭處[14]。一旦發生漏氣現象，就要使用專用檢漏液，對全氣路進行全面檢查，檢漏過程中，需要特別保護離子源，必須將色譜柱連接離子源的接頭斷開，并用死堵密封離子源。

2.2 進樣系統維護

進樣系統的維護，重點在進樣口。進樣口的維護主要有進樣針、隔墊、襯管、O圈。其中，隔墊可以根據進樣次數和進樣口工作溫度來決定其更換頻率；襯管要對分流和不分流加以區分，不要混用，當譜圖出現峰拖尾、分叉、鬼峰時就需要對襯管進行清潔工作或者直接更換，在清潔襯管或者更換的時候一定要對O圈進行更換。

2.3 真空系統維護

GC-MS的靈敏度與真空度有著直接關系，真空度越好，儀器的靈敏度越高。適時更換真空泵的泵油，保證其正常運轉是真空系統穩定工作的前提。真空系統常見問題是真空度達不到儀器正常工作條件，多數原因是漏氣、脫氣。我們要做的工作就是檢查放空閥的閉合和儀器側板的密封圈狀況。除此之外，載氣流量過大也會造成真空系統故障。

2.4 離子源維護

即使我們嚴格遵守儀器操作規程，注意每一個細節，離子源的污染也在所難免。當調諧報告顯示EM電壓超過2000的時候就要考慮清洗離子源。當我們拿出離子源之后，先用由超細鋁粉調成的鋁漿處理金屬表面或者直接用8000目砂紙進行打磨，然后依次用純水、色譜純的甲醇、丙酮、正己烷、乙腈超聲清洗一到兩次，用高純氮氣吹干，放入GC柱溫箱中以60℃烘烤2h，最后將離子源各部件準確無誤地組裝到位。

清洗離子源注意事項：清洗離子源需要前一天放空；整個操作過程需要佩戴專用手套，離子源所有部件都應該置于干凈無纖維材料之上。

3 結語

隨著科技技術的日益提高，GC-MS聯用技術在食品安全檢測領域的運用不會局限于農藥殘留、食品添加劑和增塑劑等方面，在其廣泛運用的同時，將會逐漸普及。而GC-MS的日常維護作為一項綜合性很強的工作，需要理論和實踐的結合，只有做好每一個細節，確保儀器處于最佳工作狀態，以準確、可靠的分析結果促進我國食品安全工作的發展。