食品质量安全检测中原位电离质谱技术的应用分析

食品质量安全检测中原位电离质谱技术的应用分析

黄绮敏，李美珍

（无限极（中国）有限公司，广东江门 529100）

摘 要：从目前食品质量安全检测来看，原位电离质谱技术在食品质量安全检测中得到了全面应用。结合食品质量安全检测要求以及检测经验，原位电离质谱技术的优势在于能够通过直接电离技术和直接解吸电离技术对食品中的成分、原料特性、食品的毒性进行全面检测，具有检测效果突出和检测优势强等特点。应认真分析原位电离质谱技术的特点和要求，做好原位电离质谱技术的应用，为食品质量安全检测提供技术支持。

关键词：食品质量；安全检测；原位电离质谱技术

 

基于对食品质量安全检测工作的了解，原位电离质谱技术的优势明显，无需或仅需简单的样品制备，在常温常压条件下可对样品进行直接分析，具有选择性强的特点，能保证食品安全质量检测的准确性。在检测过程中既要了解原位电离质谱技术的特征，也要制定良好的技术应用方案，保证食品安全检测在技术的先进性和技术的应用范围方面达标[1]。

1 原位电离质谱技术特点

1.1 直接电离技术

原位电离质谱技术中直接电离技术作为重要的技术组成部分，通过直接电离的方式将食品中的离子分离，通过离子碎片了解食品的成分组成，为食品的质量检测提供支持手段[2]。直接电离技术包括探针电喷雾电离质谱（PESI-MS）、纸喷雾电离（PS-MS）等技术,解决了传统质谱技术需要复杂样品处理、色谱分离、真空电离环境，检测时间长等方面的不足，具有分析速度快，准确性高的特点。2021年3月，《直接电离质谱离子化装置》行业标准正式发布实施，将大力推动我国直接电离质谱技术的研究和仪器的产业化，加快直接电离质谱技术在食品安全分析、环境检测等应用市场的推广。

1.2 直接解吸电离技术

原位电离质谱技术包括直接电离技术和直接解吸电离技术。直接解吸电离技术利用带电液滴或离子等直接撞击分析物表面，使分析物迅速从分析物表面解吸出来并被电离，形成分析物离子，实现快速分析；通过食品成分的配比以及组成要求分析食品成分的安全性，了解食品是否出现掺假或添加了有毒有害物质。直接解吸电离技术无需对样品进行预处理、能在大气压下对分析物进行离子化，在具体应用环节需要与直接电离技术有效衔接，保证食品质量安全检测在具体实施环节能够根据检测的实际情况和检测的要求做好技术应用，解决检测的矛盾和难题。由此可见，直接解吸电力技术作为重要的技术内容，在原位电离质谱技术的应用中具备应用基础。

1.3 两步电离技术

原位电离质谱技术在应用环节采取两步电离，先解吸附后电离的方式，提高了电离的准确性。两步电离使液体或固体样品中不同极性、挥发性或热稳定性的分析物发生电离[1]，使食品检测能在组织实施阶段达到分层次和分段检测的目标，提高检测效果。两步电离技术能对食品的成分类型、毒性以及添加剂组成的情况进行分析，了解食品组分的基本情况和组分的变化情况，为食品安全质量检测提供技术支持。

2 原位电离质谱技术分析食品样品的工作流程

2.1 样品制备

在检测中无需或仅需简单的样品制备是原位电离质谱技术的优势之一。其中，解吸附电喷雾电离（DESI），分析物是通过带电液滴解吸附进入液滴，减少基质和杂质对结果的影响，实现样品无需处理的原位电离分析；实时直接分析（DART®），在常温常压下载气（如氦气或氮气）经放电产生的激发态原子，解吸并离子化样品中的化合物，进而以质谱或串联质谱检测，真正实现直接、快速或无损、无接触分析。而当食品基质复杂，直接上机检测会发生基质效应，则需要进行适当的样品制备，降低基质干扰和电离抑制。在食品样品分析过程要保证在样品制备完成之后能与实际生产的产品保持相同的属性，避免因样品制备与实际产品差异较大而造成食品检测结果失真[3]。

2.2 仪器检测

在样品制备完成之后，根据食品安全质量检测的要求、食品的类别以及食品成分的特点确定检测仪器的种类，并对仪器进行调整和校正，确定质量分辨力等仪器参数在正常范围内，系统达到理想的样品分析状态，保证在应用环节能够根据仪器的应用要求和特点制定细化的仪器应用方案，确保检测结果准确有效。

2.3 数据分析

在食品检测中得出的检测数据需要进行交叉比对，监测数据的准确性和真实性，对数据的来源、影响因素进行分析。鉴于食品检测的特点和难度以及食品监测工作在组织实施中的特点，数据分析应当建立数据库，并比对多个分析样本，通过交叉比对和综合分析的方式掌握数据的来源情况，对数据的真实性进行评估，保证数据在分析环节能达到准确性要求[4]。

3 原位电离质谱技术在食品安全检测中的应用

3.1 食品污染物检测

污染物的检测在食品安全检测中至关重要，使用原位电离质谱技术分析，掌握食品污染物的类别，分析食品污染物的来源和危害性，实现快速检测和深度分析，为食品污染物的检测提供有力支持。激光烧蚀电喷雾电离（LAESI）应用于食品毒素的检测，DESI小型质谱可用于检测含待乙妥、莠去津、甲草胺的农药混合物，纸喷雾-手持小型质谱应用于检测橙子表面的抗真菌药滋比灵[5]。

3.2 非法添加物筛查

食品安全检测需要对非法添加物进行筛查，目前食品中的添加剂数量众多，需要对添加剂的成分和类别进行分析，检测食品中是否存在非法添加物，分析非法添加物的数量和来源，保证食品安全检测能够在具体实施阶段达到准确性要求，解决非法添加物的筛查问题。原位电离质谱技术被应用于火锅料、调味料中非法添加的5种罂粟壳生物碱（蒂巴因、吗啡、罂粟碱、那可丁、可待因）鉴定，为食品安全监管提供技术支持[5]。

3.3 食品真伪鉴别

食品安全监测需要对食品的真伪进行检测，在食品生产中食品造假问题突出，食品的成分、食品的生产工艺以及食品的质量标准需要进一步明确，按照食品生产规范的要求对食品的成分、生产过程以及生产工艺进行检测，掌握食品的成分来源及配比特点，为食品安全监测提供方法支持。当前食品真伪的鉴别通过原位电离质谱技术的方式能够实现快速分析，既提高分析的效率，同时也能解决食品真伪的鉴定问题，避免食品安全监测在组织实施中因采取的分析方法不当影响检测效果。原位电离质谱技术能快速获得食品的化学成分指纹图谱而应用于食品的真伪鉴别，比如用于分析单糖多糖结构表征、大分子质量的肽、蛋白质、食用油的指纹图谱等。

3.4 食品品质识别

食品安全检测需要对食品的品质进行识别和鉴定，食品的生产工艺、食品的成分配比、食品的储存条件会使食品的品质发生变化或存在差异。采取原位电离质谱技术能够对食品的品质进行界定，使食品在品质分析和品质识别方面能够达到快速分析和识别的要求。原位电离质谱技术被应用于不同烘焙程度的咖啡豆特征指标分析、食材的成熟度评价等

方面[1]。

4 结论

通过对食品安全检测的了解，原位电离质谱技术作为重要的技术组成部分，在应用中能够达到快速识别和科学分析的目标，能够根据食品安全分析的具体情况制定合理的技术应用方案，保证食品安全检测达到规范要求，解决食品安全检测技术应用问题。

参考文献

[1]刘晗璐,张九凯,陈颖,等.原位电离质谱技术在食品质量安全检测中的应用[J].分析试验室,2020,39(4):482-489.

[2]陈淼淼.从仪器设计出发：面向气体设计的原位电离与质谱成像方法研究[D].厦门:厦门大学,2019.

[3]王春,孟宪双,李文涛,等.介质阻挡放电电离技术及其应用研究进展[J].质谱学报,2018,39(4):500-512.

[4]殷薛飞.原位电离质谱技术及其在生物分析中的应用[C]//第三届全国质谱分析学术报告会摘要集.北京:中国化学会质谱分析专业委员会,2017:1.

[5]王南,卜杰洵,李玉玉,等.原位电离与小型质谱在公共安全领域的应用[J].分析测试学报,2021,40(4):456-467.