食品安全與人們的生活和健康密切相關(guān)，關(guān)系到社會(huì)和諧穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行。高效的檢測技術(shù)方法，對(duì)保障食品安全具有重要意義。超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry， UPLC-MS/MS)，以其高效、快速、靈敏、高選擇性和高通量等優(yōu)點(diǎn)，為食品安全檢測提供了一個(gè)重要的工具。該技術(shù)與QuEChERS、液-液微萃取、分散固相萃取、免疫親和柱凈化、碳納米管純化及柱前衍生化等多種樣品制備技術(shù)的結(jié)合，使其在食品樣品復(fù)雜基質(zhì)中痕量成分檢測中發(fā)揮出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。本文綜述了UPLC-MS/MS在食品農(nóng)藥獸藥殘留檢測、食品生物毒素檢測、食品加工危害物檢測和食品過敏原檢測等食品安全檢測領(lǐng)域的應(yīng)用和進(jìn)展，并對(duì)其未來應(yīng)用潛力和發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期為UPLC-MS/MS技術(shù)方法在食品安全檢測領(lǐng)域更好地推廣應(yīng)用提供參考。

 1 引言

食品安全與人們的生活和健康密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展，食品種類日益豐富，來自食品加工、食品原料及環(huán)境中的食品安全問題也產(chǎn)生了新的變化，食品安全質(zhì)量檢測不斷面臨著新的挑戰(zhàn)。為了確保和改善食品安全和質(zhì)量，人們對(duì)食品安全質(zhì)量檢測效率和靈敏度的要求不斷提高。超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS)以其高效、快速、靈敏和選擇性好等技術(shù)優(yōu)勢，為食品安全和質(zhì)量檢測開辟了新的途徑。

UPLC-MS/MS組合了超高效液相色譜(UPLC)與串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)各自的技術(shù)優(yōu)勢。與傳統(tǒng)高效液相色譜(high performance liquid chromatography，HPLC)相比，UPLC采用更小粒徑的柱填充材料(粒徑<2μm)和較高的泵壓，使分離效果更高效。MS/MS分析系統(tǒng)第一級(jí)質(zhì)譜對(duì)分析物母離子進(jìn)行分離，選擇感興趣的母離子轉(zhuǎn)化為子離子，進(jìn)入第二級(jí)質(zhì)譜進(jìn)一步分離分析，通過分析多級(jí)質(zhì)譜中母離子和子離子之間的關(guān)系，準(zhǔn)確獲得目標(biāo)分析物結(jié)構(gòu)信息。近年來，與UPLC-MS/MS相關(guān)的樣品前處理和制備技術(shù)諸如Qu ECh ERS、混合模式固相萃取、鹽析輔助液-液萃取、原位離子液體-分散液-液微萃取、柱串聯(lián)固相萃取、分散固相萃取、免疫親和柱凈化、分子印跡膜萃取、碳納米管純化及柱前衍生化等快速發(fā)展，使UPLC-MS/MS在復(fù)雜樣品基質(zhì)中痕量成分檢測中更發(fā)揮出其技術(shù)優(yōu)勢。UPLC-MS/MS已廣泛應(yīng)用于食品中生物活性成分測定以及藥物殘留、霉菌毒素、細(xì)菌毒素、海洋生物毒素和食物過敏原等食品安全檢測。

本文對(duì)近些年UPLC-MS/MS在農(nóng)藥殘留、生物毒素以及食品加工過程中危害物檢測等方面的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并對(duì)其未來應(yīng)用和發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期為UPLC-MS/MS技術(shù)方法在食品安全檢測領(lǐng)域更好地推廣應(yīng)用提供參考。

2 食品中農(nóng)獸藥殘留檢測

2.1 農(nóng)藥殘留的檢測

農(nóng)藥的廣泛使用，在一定程度上提高了農(nóng)作物產(chǎn)量并為人們節(jié)省了很多勞動(dòng)力，但是它們的殘留物(包括它們的轉(zhuǎn)化物、代謝物和反應(yīng)產(chǎn)物等)進(jìn)入食物鏈，引起了許多食品安全問題。食品中農(nóng)藥殘留通常是痕量，但被人們攝取后，會(huì)在人體逐漸蓄積，嚴(yán)重威脅人類健康。我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB2763-2019規(guī)定了483種農(nóng)藥7107項(xiàng)最大殘留限量(maximum residues limit，MRL)。UPLC-MS/MS在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用已有較多報(bào)道，檢測樣品涉及糧食、植物油、果蔬等，目標(biāo)分析物涵蓋上百種農(nóng)藥。所采用的超高效液相色譜柱主要有高強(qiáng)度硅膠(high strength silica，HSS) T3柱(2.1 mm×100 mm，1.8μm)、亞甲基橋雜化顆粒(ethylene bridged hybrid，BEH)C18柱(2.1 mm×50 mm/75 mm/100 mm，1.7μm)、島津Shim-pack XR-ODSⅢ柱(2.0 mm×50 mm，1.8μm)[38]和其他類型的C18色譜柱，這些色譜柱共同特點(diǎn)是填充料粒徑小、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐高壓和分離速度快。質(zhì)譜條件，一般采用電噴霧離子源(electrospray ionization，ESI)，多反應(yīng)監(jiān)測(multiple-reaction monitoring，MRM)掃描模式，在ESI模式下找到農(nóng)藥化合物及其代謝物的母離子，然后通過調(diào)節(jié)碰撞能量，選擇相對(duì)豐度較高的特征離子作為定性離子和定量離子。UPLC-MS/MS法檢測農(nóng)藥殘留具有較好的靈敏度和精密度，能夠較好地滿足食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各種農(nóng)藥最大殘留限量(表1)。

2.2 獸藥殘留的檢測

在畜、禽、魚等動(dòng)物集約化養(yǎng)殖和生產(chǎn)過程中，獸藥的使用，幫助人們防治各種病害促進(jìn)動(dòng)物快速生長，提高產(chǎn)量效益，滿足了人們對(duì)動(dòng)物性食品的大量需求。然而，獸藥的濫用及非法使用導(dǎo)致的藥物殘留，也會(huì)帶來食品安全風(fēng)險(xiǎn)。我國對(duì)獸藥殘留問題給予了高度重視，在食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB31650-2019中，規(guī)定了動(dòng)物性食品中阿苯達(dá)唑等104種(類)獸藥的最大殘留限量，氯丙嗪等9種不得在動(dòng)物食品中檢出的獸藥。近年來，UPLC-MS/MS已被應(yīng)用于畜禽產(chǎn)品、蜂產(chǎn)品及水產(chǎn)品中獸藥殘留的檢測。

2.2.1 牛奶中獸藥殘留的檢測

牛奶中的獸藥殘留主要以抗生素及其代謝物殘留為主。由于牛奶中蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖等成分較為復(fù)雜，UPLC-MS/MS法檢測牛奶樣品，需要進(jìn)行樣品前處理以除去蛋白質(zhì)和脂肪等復(fù)雜基質(zhì)的干擾，液-液萃取、固相萃取小柱凈化、三氯乙酸誘導(dǎo)蛋白沉淀等方法可有效地分離純化目標(biāo)分析物，減少基質(zhì)效應(yīng)。Li等采用選擇性同位素稀釋-UPLC-MS/MS測定原料牛乳中舒巴坦(sulbactam)殘留量，檢出限和定量限分別為0.0445和0.0517μg/L，回收率為72.1%～91.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation，RSD)為3.0%～18.9%。馬曉年等采用固相萃取小柱-UPLC-MS/MS測定牛奶中氯霉素殘留，檢出限為0.004µg/kg，定量限為0.01µg/kg。方靈等[49]采用UPLC-MS/MS法同時(shí)測定牛奶中5類(磺胺類、喹諾酮類、四環(huán)素類、氯霉素類和大環(huán)內(nèi)酯類)38種抗生素，目標(biāo)分析物定量限為0.10～1.0µg/kg，回收率為70.7%～94.9%，RSD為4.0%～9.4%。方力等采用三氯乙酸誘導(dǎo)蛋白沉淀凈化-UPLC-MS/MS法檢測牛奶中8種硝基咪唑類藥物及其代謝物，定量限分別為0.1～0.2和0.3～0.5µg/kg，基質(zhì)效應(yīng)(matrix effects，ME)0.82～1.28。這些研究表明，采用UPLC-MS/MS法檢測牛奶中痕量獸藥及其代謝物殘留，定量限低，精密度好，并且具有高通量檢測能力。

2.2.2 肉類和蛋類食品中獸藥殘留檢測

禽類和家畜類集約化飼養(yǎng)過程中，使用幾率較多的獸藥包括抗生素類、抗病毒類、β-受體激動(dòng)劑類和激素類等。獸藥殘留種類繁多，化學(xué)性質(zhì)各異，而且一般為痕量，因此，對(duì)禽畜肉類產(chǎn)品可能殘留的各類痕量獸藥進(jìn)行同時(shí)檢測具有很大的挑戰(zhàn)性。近年來，人們將UPLC-MS/MS與復(fù)合固相萃取柱凈化、增強(qiáng)型脂質(zhì)去除(EMR-Lipid)固相萃取及Qu ECh ERS-中空纖維素膜凈化等樣品前處理技術(shù)相結(jié)合，成功地檢測了畜禽肉類中β-受體激動(dòng)劑類、利巴韋林和金剛烷胺類等多種類型的獸藥殘留，檢測限最低達(dá)0.03µg/kg。采用UPLC-MS/MS法檢測肉類中獸藥殘留不僅靈敏度高，而且能夠同時(shí)快速篩查確證和測定多種獸藥及其代謝物，可以有效解決多種類獸藥殘留同時(shí)篩查耗時(shí)多和工作量大等難題。

2.2.3 蜂產(chǎn)品中獸藥殘留檢測

蜂產(chǎn)品中獸藥殘留主要為抗生素類，其來源途徑有2個(gè):

(1)蜂場為了防治蜂群感染而使用的抗生素

(2)土壤、水和微生物中獸藥遷移所致蜂箱中巢脾污染，進(jìn)一步污染蜂產(chǎn)品。章豪等采用固相萃取-UPLC-MS/MS測定了蜂產(chǎn)品中10種頭孢類藥物的殘留量，檢出限和定量限分別為0.1～1和0.3～3μg/kg，加標(biāo)回收率為80.0%～95.5%，RSD為1.5%～4.8%。該方法具有精密度和準(zhǔn)確度高、檢測周期短的優(yōu)點(diǎn)，適用于蜂產(chǎn)品中獸藥殘留檢測的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和確證檢驗(yàn)。

2.2.4 水產(chǎn)品中獸藥殘留檢測

我國水產(chǎn)品種類豐富，產(chǎn)量巨大，2019年全國水產(chǎn)品產(chǎn)量保持在6450萬噸左右。水產(chǎn)品獸藥殘留檢測和監(jiān)控，對(duì)保障水產(chǎn)品的質(zhì)量安全和維護(hù)人民生命健康具有重要意義。水產(chǎn)品中獸藥殘留來自養(yǎng)殖過程中的用藥和生長環(huán)境中的藥物污染。Saksit等采用UPLC-MS/MS同時(shí)測定了蝦肌肉中氟喹諾酮類、磺胺類和增效劑類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、林可酰胺類、青霉素類、硝基咪唑類和氯霉素類等，8個(gè)不同類別55種抗菌藥物殘留。平均回收率為74.3%～113.3%，RSD分別小于15.0%，檢出限和定量限分別為1.0～5.0μg/kg和3.0～10.0μg/kg。鄭坤明等采用Qu ECh ERS-UPLC-MS/MS成功檢測了鯉魚和小龍蝦中毒氟磷，在鯉魚和小龍蝦2種基質(zhì)中的檢出限分別為0.4、0.8μg/kg，定量限分別為2、3μg/kg，回收率88%～103%，RSD為1.2%～5.4%。UPLC-MS/MS適合水產(chǎn)品可食用部分獸藥殘留分布特點(diǎn)，能夠快速、高靈敏和高通量地檢測水產(chǎn)品中各種痕量獸藥殘留，為高效監(jiān)測大規(guī)模水產(chǎn)品獸藥殘留污染提供了理想工具。

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