原位电离质谱技术在食品质量安全检测中的应用

余 灵

（信阳市浉河区市场监督管理局，河南信阳 464000）

1 原位电离质谱技术简述

原位离子化技术通过不断地创新与改进，推动了质谱在原位分析、快速检测和表面分析等方面的应用。此技术的工作流程为通过样品的分解吸附，将分析物进行实时的离子化，将离子引入质量分析器。原位离子技术主要分为3类，直接电离技术、直接解吸电离技术和两步电离技术。

1.1 直接电离技术

电喷雾离子化（ESI）原理是直接电离技术的基础，主要用于液体样品的检测和分析，液体样品不需要进行预处理。相比较与传统的ESI技术，直接电离技术不需要对液体样品进行稀释，因此灵敏度较高。

1.2 直接解吸电离技术

直接电离技术主要应用于液态样品和固态样品的实时分析，其工作原理是利用离子或带电液快速撞击样品的表面后，经过迅速解吸电离形成分析物离子，进行检测和分析，直接解吸电离技术能直接处理样品，无需预处理和高压密封的环境。

1.3 两步电离技术

两步电离技术顾名思义就是检测工作分为两步走，其遵循的原理为先解吸附后电离[1]。具体的过程为通过一系列的手段，如激光、雾化、热解吸等，使样品中产生分析物，分析物和电熔剂进行反应形成分析物离子。

2 原位电离质谱技术的工作流程

原位电离质谱技术（AIMS）最大的特点是样品的无需处理或仅需简单的处理，对检测环境的要求不高，能在一些常态的环境下进行样品的快速处理，已逐渐成为食品安全的重要检测工具之一。AIMS技术的工作流程主要分为3步，分别为样品制备、仪器分析和数据处理。

2.1 样品制备

AIMS技术的样品制备非常简单，直接取样或简单的制备。例如一些茶和饮料是用工具进行蘸取样品、碳酸饮料脱气后，可直接取样，一些黏稠的样品可稀释后进行取样。

2.2 仪器检测

AIMS技术进行样品的检测时，对样品进行电离，待产生分析物后进入到质量分析器和检测器中进行分离和检测。在仪器检测的过程中，需根据分析物的特征选择合适离子源，分析器的选择也会影响检测的准确度[2]。质量分析器包

括傅里叶变换离子回旋共振（FT-ICR）、三重四极杆（QqQ）、单四极杆（Q）、离子阱（IT）等，一些复合质谱仪也具有十分广泛的应用，例如三重四极杆线性离子阱（QqLIT），它的灵敏度和分辨率更高，可保证检测的精准度。AIMS技术对检测环境的要求不高，但温度会影响检测的效率和结果，温度过低，离子响应慢，影响检测的效率。高温能加快离子反应，但有可能造成检测物质的热降解，导致检测结果的不准确，需综合考虑检测物质和温度因素，保证检测的高效性和准确性。

3 原位电离质谱技术的具体应用

原位电离质谱技术作为一种新型的质谱分析技术具有十分显著的优势，其样品制备简单，仪器检测多种可选、数据分析精准度高，在实际的食品质量安全检测中可进行快速有效的分析[3]。

3.1 食品污染物检测

随着人们食品安全意识的提高和国家相关监督部门的监管，食品安全问题受到了很高的重视。AIMS技术能检测各种样品中的痕迹污染物，例如用于检测果蔬表面的农药残留。解析电喷雾电离质谱技术（DESI-MS）技术能快速筛查农药的种类，（PS-MS）技术能检测农药残留，AIMS技术广泛应用于农产品的农药残留检测。AIMS技术能检测液体食品样品中的农用化合物，例如葡萄酒的检测，利用实时直接分析三重四极杆（DART-QqQ）技术能检测葡萄酒中包含的31种农药，并且能测定其浓度。AIMS技术可检测动物食品的抗生素残留，利用内部萃取电喷雾电离质谱法（iEESI-MS）可快速地检测动物肉质中的抗菌药物，且灵敏度高。

3.2 非法添加物的筛查

非法添加化学添加剂是食品安全中的重要问题，建立快速、灵敏的食品检测方法对维护市场秩序、保护消费者健康具有十分重要的意义和作用。以乳制品为例，三聚氰胺的添加对儿童造成了不可逆的健康损害，引起了社会的广泛关注。利用实时直接分析质谱（DART-MS）方法可对乳制品进行高通量和全自动的检测。DART-MS方法还经常用于火锅底料和一些调味料中罂粟壳生物碱的检测，操作过程简单省时，为食品安全的监测工作带来了有力的技术支持。以人工合成的化学着色剂为例，其具有十分强烈的致癌作用，已被禁止使用，但是目前仍有非法使用着色剂的行为，例如在辣椒油和辣椒粉中添加的苏丹红（I～IV）和罗丹明B染料，利用解吸附电晕束离子源与离子阱质谱（DCBI-MS）技术进行检测分析能快速得到精准结果。一些糕点和面食可采用TD-ESI结合串联质谱的方法，在30 s内完成对糕点中着色剂的定性检测[4]。

3.3 食品真伪鉴别

食品的真伪鉴别大体分为油脂和肉类两种，以油脂为例，利用EASI-MS技术可快速地分析样品中的各种成分，对其是否掺假做出定性判断。AIMS技术能将不同油脂的化学指纹谱图和检测出的数据进行对比分析，判断其是否掺假，检测速度快。以肉类为例，液滴萃取表面分析质谱（LESA-MS）技术能鉴定各种不同的肉类，根据热稳定肽标记物区分肉类中的非肉类组成成分[5]。利用EASI-MS技术实现了对橄榄油原产地的鉴定；利用AIMS技术实现了对不同品牌白酒的区分；利用快速蒸发质谱技术实现了对肉类中掺加的非肉成分的鉴定。

4 结语

作为一种快速高效的食品安全检测方法，AIMS技术已广泛的应用于科学研究和食品检测工作中，有利于食品安全监管部门检查工作的开展。AIMS技术检测过程不需要其他有机试剂的辅助，减少了检测过程的污染。在实际的应用中，AIMS技术仍然面临着许多的挑战，食品的创新性和多样性要求其不断地进行创新和改进，其灵敏度也需不断提高。AIMS技术的相关科研人员需继续深入的研究，并不断地扩大其使用范围，为食品安全的检测提供有力的技术支持和保证。