高分辨質譜技術在食用農產品質量安全檢測中應用的研究進展

摘 要：食用農產品作為人類社會生存和發展的基礎，其質量安全的重要性不言而喻，加強食用農產品質量安全檢測是推動農業發展和社會進步的重要手段。本文詳細概述高分辨質譜技術的基本原理、種類及特點，綜述近些年高分辨質譜技術在食用農產品質量安全檢測領域中的應用情況，旨在為未來相關研究人員開展食用農產品質量安全檢測提供參考。

關鍵詞：高分辨質譜；食用農產品；質量安全檢測；應用

Research Progress of Application of High Resolution Mass Spectrometry in Quality and Safety Detection of Edible Agricultural Products

QIU Yafeng1，2， GUO Luyao2， LEI Wanting2， TANG Sihui2， OUYANG Qing2， SHEN Chao2

（1.School of Chemistry and Chemical Engineering， Central South University， Changsha 410083 China;

2.Hunan Key Laboratory of Food Safety Monitoring and Early Warning， Hunan Institute of Commodity Quality Inspection， Changsha 410117， China）

Abstract： As the foundation of human society’s survival and development， the importance of food quality safety is self-evident. Strengthening food quality safety inspection is an important means to promote agricultural development and social progress. In this paper， the basic principle， types and characteristics of high-resolution mass spectrometry technology are summarized in detail， and the application of high-resolution mass spectrometry technology in the field of quality and safety detection of edible agricultural products in recent years is reviewed， aiming to provide reference for future researchers to carry out quality and safety detection of edible agricultural products.

Keywords： high resolution mass spectrometry; edible agricultural products; quality safety detection; application

農產品作為現代農業發展的重要產物，對我國經濟建設和社會發展起著至關重要的作用[1]。隨著人們生活水平的不斷提升，食用農產品在日常消費中的占比逐年增加，使得其質量安全備受關注。近些年，食用農產品質量安全問題頻發，不僅破壞了和諧穩定的營商環境，還對人們的身體健康造成潛在危害，阻礙社會發展。因此，持續加強食用農產品質量安全檢測工作，提升檢測技術水平已成為急需解決的現實問題。質譜檢測技術作為食用農產品質量安全檢測領域的常見方法，已廣泛應用于檢測工作。但傳統的質譜技術難以解決部分食用農產品復雜基質干擾檢測、未知風險物篩查等實際問題，而高分辨質譜技術不僅可以減少基質干擾，實現目標待測物準確定性定量，還可以對非靶向性有害物質殘留進行篩查，為食用農產品質量安全檢測提供強有力的技術支持[2]。

1 高分辨質譜技術概述

1.1 高分辨質譜技術的基本原理

高分辨質譜技術利用磁場、電場、被分子離子化的熱電子束這3種元件的協同作用，將樣品分子離子化，然后通過電場中的加速作用使分子離子獲得足夠的能量，從而形成能量分布不同的離子流。通過高分辨質譜將樣品分子離子化后，在更強的交變電場中產生一系列的偏轉和碎裂反應。相對運動過程中，離開樣品分子的電子會以極高的速度與大氣中的原子和分子碰撞，激發出其他帶電粒子，從而形成離子流。高分辨質譜技術通過對這些離子流進行分離、偏轉、過濾和檢測等，以分離和測量出不同的離子質量-電荷比，并轉換為信號輸出。由此，可以獲得樣品的分子式、分子量及結構等

信息[3]。

1.2 高分辨質譜技術的種類及特點

目前常見的高分辨質譜種類：①飛行時間質譜，因不同質荷比的離子在電場中飛行速度存在差異，導致各離子的飛行時間不同，進而實現分離和檢測；②靜電場軌道阱質譜，因離子在特定靜電場中的運動頻率不同，可實現阱內離子分離及質量分析；③傅里葉變換離子回旋共振質譜，基于離子在均勻磁場中運動時，由于速度和方向的變化作用，使得離子發生回旋共振運動[4]。總體來說，高分辨質譜主要具備高分辨率、高靈敏度以及高精確度等技術優勢。

2 高分辨質譜技術在食用農產品質量安全檢測中的應用

近些年，食用農產品農、獸藥殘留量超標、檢出有毒有害物質等質量安全問題較為嚴重。在針對食用農產品質量安全檢測時，由于食用農產品種類繁多，加之基質較為復雜，造成低濃度風險物質難以實現痕量檢測；同時未知風險物篩查難度較大，都給其質量安全檢測帶來了極大的挑戰[5]。隨著高分辨質譜技術的快速發展，逐步解決了相關檢測難題，在農藥殘留、獸藥殘留、真菌毒素等檢測領域得到廣泛應用。

2.1 農藥殘留檢測

蔬菜和水果作為人們日常生活中重要的食用農產品，是補充維生素、膳食纖維等營養成分的主要食物。但由于現在各類農藥濫用或不按照相關規定要求超量使用農藥，造成果蔬等食用農產品農藥殘留超標現象比較嚴重。同時，隨著生物化學合成技術的飛速發展，新型農藥的出現給食品安全帶來了潛在的風險，這些都對檢驗檢測技術水平提出了更高的要求。郭巧珍等[6]以鮮桃為實驗對象，結合QuEChERS技術，利用UPLC-Q-TOF/MS對農藥殘留情況進行分析。該研究最終在23份鮮桃樣品中共檢出33種農藥殘留，且有部分農藥殘留量已超出國家限量標準值，這表明高分辨質譜技術可有效篩查分析水果中農藥殘留狀況，更加準確地反映出農藥的使用情況。胡瀟瀟等[7]使用QuEChERS技術對選取的水果（如蘋果、香蕉、橙子等）進行前處理，采用UPLC-Q-TOF/MS法對其進行定性確證和定量分析。實驗結果顯示，監測的11種農藥（如多菌靈、甲基硫菌靈、嘧菌環胺、嘧菌酯和噻嗪酮等）在一定濃度范圍內線性關系表現較好，各待測目標物的相關系數均＞0.999，方法檢出限在0.2～5.0 μg·kg-1。應用于實際檢測時，60份水果樣品均有農藥殘留檢出，這表明該方法可實現快速篩查與確證各類水果中11種常見農藥殘留量，客觀、真實地反映出水果中農藥殘留狀況。朱峰等[8]成功建立了超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜法檢測青菜中214種農藥殘留的方法。該方法將傳統的QuEChERS法進行優化，使得青菜樣品的凈化和提取效果良好，同時結合UPLC-Q-TOF/MS法對實際樣品進行檢測，實現了高效、高通量對青菜中214種農藥殘留篩查與確證的實驗目的，為客觀評價青菜樣品中農藥殘留狀況提供了科學有效的實驗數據，可應用于實際檢測監測工作。

2.2 獸藥殘留檢測

我國當前畜禽肉及副產品、水產品等獸藥濫用問題較為嚴重，無論是養殖、運輸、銷售等環節，不規范使用獸藥都會造成某些動物體內獸藥殘留量超標，而當人長期食用這些不合格食品時，都會對人們的身體健康造成危害。因此，運用高分辨質譜技術加強對獸藥殘留檢測，具有提升發現未知風險物的能力，進一步保障畜禽肉等食用農產品質量安全的現實意義。李云飛等[9]針對動物源性食品（如豬肉、海水魚等）中苯并咪唑類、激素類、硝基咪唑類等33種

獸藥化合物，建立了UPLC-HRMS檢測方法。該方法可以經Full MS-ddMS2正離子掃描模式，對目標化合物實現快速檢測，同時通過比對建立的33種

獸藥化合物精確質量數質譜庫，可對非目標化合物實現定性篩查。王聰等[10]建立了UPLC-Q-TOF/MS對豬肉中喹諾酮類、抗生素類、磺胺類等117種獸藥殘留篩查及確證的方法。該方法基于117種獸藥化合物標準數據庫和標準譜庫，通過對實際豬肉樣品進行前處理提取和凈化，再使用高分辨質譜儀進行檢測。經方法學驗證后表明可應用于對畜禽肉類產品中多種獸藥殘留的檢測，且便于提升篩查工作效率，節省工作成本。

2.3 真菌毒素檢測

真菌毒素是由真菌產生的有毒次級代謝產物，對人類有致畸、致癌、致死等危害，其對食用農產品的污染也日益嚴重，成為繼農獸藥殘留、重金屬污染后造成食用農產品質量安全問題的又一主要因素。相對于傳統的檢測技術，在低濃度、高精確度等檢測要求下，高分辨質譜技術優勢更加凸顯，其能夠更好地掌握真菌毒素的來源、組成成分和作用機理等。王昌釗等[11]選擇以市售番茄為實驗對象，利用QuEChERS技術結合固相萃取技術對其進行提取并凈化，經色譜柱分離后，UPLC-Q/Orbitrap HRMS儀進行分析。實驗結果顯示，11種真菌毒素化合物線性表現較好，可實現低檢出限、低定量限檢測，能夠在實際工作中實現番茄中11種真菌毒素的快速、準確篩查和定量。秦富等[12]基于QuEChERS技術，改進了前處理方法并提高凈化效果，建立了UPLC-Q/Orbitrap HRMS法，實現快速篩查和確證生干堅果與籽類食品（如開心果、巴旦木、花生、瓜子等）中是否含有包括細胞松弛素類、黃曲霉毒素類等在內的55種真菌毒素的準確定量檢測。

3 結語

高分辨質譜技術是當前檢測領域較為成熟的篩查與鑒定技術，已成為食用農產品質量安全檢測重要方法之一，因具有快速、靈敏、準確、權威等優勢，使得其在食用農產品日常監管和風險篩查中發揮著不可或缺的作用。未來高分辨質譜技術在與其他技術結合方面還應持續優化[13]，進而提高復雜基質中多組分化合物分析檢測能力，為食用農產品質量安全檢測提供更準確的技術支持。

參考文獻

[1]胡優，鄒建淑.氣相色譜分析法在農產品質量安全檢測中的應用[J].農家參謀，2022（5）：81-83.

[2]范軼歐，遲英欣，楊路平，等.高分辨質譜技術在環境和食品風險物質非靶向篩查檢測中應用的研究進展[J].預防醫學論壇，2023，29（12）：955-960.

[3]梁先長，石美蓮，秦捷.高分辨質譜技術在食品檢測中的應用分析[J].現代食品，2023（12）：45-48.

[4]王聰，梁瑞強，曹進，等.高分辨質譜在食品檢測分析中的應用進展[J].食品安全質量檢測學報，2018，9（5）：1038-1044.

[5]汪玥.淺析食用農產品質量安全問題及對策[J].現代食品，2023（8）：130-132.

[6]郭巧珍，楊奕，劉麗萍，等.QuEChERS/超高效液相色譜-四極桿-飛行時間質譜法篩查鮮桃中的農藥殘留[J].分析測試學報，2023，42（10）：1242-1250.

[7]胡瀟瀟，楊妍，洪月玲.超高效液相色譜-四級桿-飛行時間質譜法快速篩查與確證水果中11種常見農藥殘留[J].現代疾病預防控制，2024，35（4）：275-279.

[8]朱峰，于潔，霍宗利，等.QuEChERS-超高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜法檢測青菜中214種農藥殘留[J].中國食品衛生雜志，2020，32（1）：25-31.

[9]李云飛，張薇，高燕，等.超高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質譜法測定動源性食品中33種獸藥殘留及質譜庫的建立[J].食品安全質量檢測學報，2021，12（2）：629-635.

[10]王聰，趙曉宇，董喆，等.超高效液相色譜-四極桿串聯飛行時間高分辨質譜法篩查和確證豬肉中117種獸藥殘留[J].食品安全質量檢測學報，2021，12（9）：3684-3693.

[11]王昌釗，李子豪，張亞莉，等.超高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱高分辨質譜法同時篩查和測定番茄中11種真菌毒素[J].食品科學，2023，44（12）：368-375.

[12]秦富，汪文龍，蒙宗武，等.高分辨質譜法對堅果類食品中55種真菌毒素的快速篩查和確證[J].分析儀器，2023（3）：31-39.

[13]郭添榮，葉梅，柯歡，等.高分辨質譜在動物源食品獸藥殘留檢測中的應用[J].食品科技，2020，45（7）：371-377.