食品中有毒物質的檢測方法
質譜應用于食品中有毒物質的分析
近年來,因為食品中毒與食物中含違禁添加物事件時有發生,所以針對食物中所含的有毒物質與違法添加物進行有效且快速的篩檢,對于評估食品安全是一項相當重要的工作。對于食品中微量有害成分的檢測,不僅能保障食品的食用安全,更能用于厘清食品食用后造成健康損害的原因。但食品中有毒成分含量低,因此不易檢測。
食品中有毒物質的檢測方法
針對食品中有毒物質或違法添加物的分析,早期主要是以薄層色譜法(Thin-LayerChromatography,TLC)進行分析,此方法的優點為操作簡單,但是靈敏度不佳,且分析時易受到基質中其他化合物的干擾,造成分析上的誤差,無法準確分析復雜基質中所含的微量有毒化合物。
免疫分析法(Immunoassay)與酶聯免疫吸附分析法(Enzyme-LinkedImmunosorbentAssay,ELISA),也曾因為選擇性高,被應用于食品中微量毒素的檢測。使用免疫分析法進行檢測,通常針對具有某單一特定結構或官能團的化合物進行篩檢,其優點為分析快速,因此適合高通量(High-Throughput)檢測。但采用免疫分析法時,樣品中基質會與免疫試劑之間產生交叉反應(Cross-Reactivity)而產生誤差,導致假陽性(FalsePositive)或假陰性(FalseNegative)分析結果。
由于上述幾種分析方法并無法有效檢測復雜食品基質中的微量毒素,因此現今針對食品中微量成分的檢測,是以色譜技術作為主要方法,如氣相色譜(GasChromatography,GC)與高效液相色譜(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)。
一般氣相色譜用于食品分析時,主要應用于中低*性且具揮發性或半揮發性的化合物分析,所使用的檢測器為火焰離子化檢測器(FlameIonizationDetector,FID)或電子捕獲檢測器(ElectronCaptureDetector,ECD)。
使用火焰離子化檢測器分析,雖然操作較簡便,但因其選擇性較差,所以無法針對復雜樣品中微量成分進行有效分析。
電子捕獲檢測器雖然對于含鹵素化合物具有高靈敏度的特性,但并不是對每種化合物均有高靈敏度,且該檢測器具有放射性電離源,因此需有相關許可才能使用。
因此,近年來氣相色譜-質譜(GasChromatographyMassSpectrometry,GC-MS)或氣相色譜-串聯質譜(GasChromatographyTandemMassSpectrometry,C-MS/MS),已逐漸取代氣相色譜用于復雜基質中微量物質的分析。固相微萃取(SolidPhaseMicroextraction,SPME)結合氣相色譜-質譜,已被應用于復方中藥制劑中所含微量十九種有機氯農藥(OrganochlorinePesticides)的檢測。此方法對復方中藥制劑殘留有機氯農藥的檢測限(LimitofDetection,LOD)達到十億分之一(PartsPerBillion,ppb,ng/mL或ng/g)量級。但氣相色譜或氣相色譜-質譜分析具有*性、不易揮發化合物時,大都需要經過衍生化(Derivatization)的步驟,如酯化(Esterfication)反應、酰化(Acylation)反應或硅烷化(Silylation)反應等[2],以降低分析物的*性并增加揮發性與穩定性,提高分析物檢測的靈敏度與分辨率。然而衍生化反應通常需要使用昂貴的衍生化試劑,反應費時且會造成分析物的損失,所以當分析中含有高*性、不易揮發的化合物時,通常用高效液相色譜進行分析,其*主要的優點為不需要經過衍生化步驟,即可進行微量毒素的分離。
采用液相色譜分析時,檢測方法大多以紫外-可見光檢測器(UV-VisDetector)與熒光檢測器(FluorescenceDetector)為主。紫外-可見光檢測器的主要缺點為選擇性較差,所以樣品基質中其他物質容易對檢測造成干擾,造成靈敏度降低。雖然熒光檢測器的選擇性較紫外-可見光檢測器佳,但是以熒光檢測器分析時,如果分析物不具有熒光性質,需進行衍生化使分析物發射熒光,但多出的這一步驟會造成時間與金錢的浪費。近年來,液相色譜-質譜(LiquidChromatographyMassSpectrometry,LC-MS)或液相色譜-串聯質譜(LiquidChromatographyTandemMassSpectrometry,LC-MS/MS),逐漸被應用于食品中微量有毒化合物的分析。其主要原因為液相色譜法分析高*性化合物時,不需經由任何衍生化的步驟即可直接進行分析,可節省衍生化步驟所需的時間、人力與花費,避免因為衍生化步驟所造成的誤差。此外,加上質譜技術具有高靈敏度與高選擇性,因此目前液相色譜-質譜法已被廣泛應用于食品分析,特別是在快速檢測食品中所含微量有毒物質的應用上。在臺灣食品藥物管理局公告的檢驗方法中,目前也有多項檢測項目是采用液相色譜-串聯質譜為儀器檢測方法,如食品中四環素類(Tetracycline)、氯霉素(Chloramphenicol)等抗生素,以及真菌毒素(Mycotoxin)的檢驗,甚至*近幾年受到社會關注的三聚氰胺、增塑劑(Plasticizer)、瘦肉精等的檢測,也是采用液相色譜-串聯質譜儀進行分析,所得到的檢測限均在數ng/g至數十ng/g之間。
《質譜分析技術原理與應用》是臺灣質譜學會集結眾學者之力,編撰的一本質譜分析技術的入門教科書。全書包括質譜分析技術基本原理和質譜分析技術應用兩部分。第1章對質譜儀進行概述;第2~8章為**部分,從離子化方法,質量分析器,串聯質譜分析,質譜與分離技術的結合,真空、檢測與儀器控制系統,質譜數據解析,定量分析等方面闡明質譜分析技術基本原理;第9~13章為第二部分,討論質譜分析技術在食品安全分析、蛋白質組學/代謝組學、環境與地球科學、藥物與毒物分析以及醫學上的應用。