摘要：近年来，世界范围内食品安全事件频频发生，食品行业因其敏感性和高风险性，在国际贸易中引发的争端和摩擦也日益增多，随着世界各国对有害化学品残留限量的日趋严格，多残留分析技术已成为食品安全问题的重要课题。液相色谱/质谱/质谱（LC/MS/MS）联用技术，作为一种新型的现代仪器分析手段，因其高灵敏性、高准确性、高选择性、分析检测范围宽以及其定性、定量方面的强大功能等特点，在食品添加剂、激素、抗生素、农兽药残留等食品分析检测领域得到了广泛的应用，为确保食品质量安全起到了非常重要的作用。本文分析我国现阶段液质联用仪发展状况和质量分析器在食品安全检测中的实际应用情况，以期助力我国食品安全检测水平的提升.
关键词：液质联用仪；离子源；质量分析器
0 前言
食品安全问题关乎人民的生命健康，也关乎社会的和谐稳定，食品质量问题屡见不鲜，促使消费者迫切要求构建一个能够运行良好的食品质量监督体系。液质联用仪离子源以及质量分析器，在食品质量监督和食品安全监测方面，具有相对良好的实际应用意义，能够满足消费者对食品安全的需求。因此，本文介绍了液质联用仪的关键技术，即离子源与质量分析器，并选取了国内两个实验探讨了液质联用仪在当代食品安全检测中的应用。
1 液质联用仪的关键技术
1.1 离子源
离子源类型主要有快原子轰击源（FAB）、电喷雾电离源（ESI）、大气压化学电离源（APCI）和大气压光电离源（APPI）、基质辅助激光解析电离源（MALDI）几种技术。FAB 源适合应用于分子量大、气化难、热稳定性差且分析性较强的样品，如肽类、低聚糖、天然抗生素、有机金属络合物等，其通常会用于磁式双聚焦质谱仪；ESI 源属于一种软电离方式，通常用来分析对热不稳定的极性化合物；APCI 源这一离子化技术主要是在大气压环境下利用电晕放电来使气相样品与流动相电离，适用于分析非极性或低中等极性且对热稳定的化合物，较之其他技术，APCI 源较易因产生大量的溶剂离子而造成较高的化学噪音；APPI 源这一离子化技术主要是利用光化学作用将气相中的样品电离，适用于对非极性化合物进行分析，MALDI主要分析可达 100000 Da 质量的大分子，仅限于作为飞行时间质量分析器的离子源使用。
1.2 质量分析器
依据不同的设计原理，质量分析器主要分为扇形磁场分析器、四极杆分析器、离子阱分析器、飞行时间分析器以及傅里叶变换分析器几种类型。在扇形磁场中，不同质荷比的离子具有自身特有的运动曲率半径，依次通过狭缝出口的离子可通过磁场强度的改变来实现离子的空间分离，进而形成质谱；四极分析器因 4 根平行的棒状电极组成而得名，其在选择离子分析上具有较高的灵敏度。现阶段，离子阱分析器已经发展到了可分析质荷比高达数千的离子，其在全扫描模式下仍具有较高的灵敏度，且设定时间序列后，单个离子阱即可实现多级质谱的功能。目前，最新研究与开发的飞行时间分析器因高质量分辨率和大质量分析范围等优势而在蛋白等生物大分子分析中有着广泛的应用；傅里叶变换分析器的分辨率极高，质荷比甚至可以精确到 0.1% 道尔顿。
1.3 扇形磁场分析器
离子源中生成的离子通过扇形磁场和狭缝聚焦形成离子束。离子离开离子源后，进入垂直于其前进方向的磁场。不同质荷比的离子在磁场的作用下，前进方向产生不同的偏转，从而使离子束发散。由于不同质荷比的离子在扇形磁场中有特有的运动曲率半径，通过改变磁场强度，检测依次通过狭缝出口的离子，而实现离子的空间分离，形成质谱。
1.4四极杆分析器
因其由 4 根平行的棒状电极组成而得名。离子束 在 与棒状电极平行的轴上聚焦，一个直流固定电压（DC）和一个射频电压（RF）作用在棒状电极上，两对电极之间的电位相反。对于给定的直流和射频电压，特定质荷比的离子在轴向稳定运动，其他质荷比的离子则与电极碰撞湮灭。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将 DC 和 RF 以固定的斜率变化，可以实现质谱扫描功能。四极杆分析器对选择离子分析具有较高的灵敏度。
1.5 飞行时间分析器
具有相同动能、不同质量的离子，因其飞行速度不同而分离。如果固定离子飞行距离，则不同质量离子的飞行时间不同，质量小的离子由于飞行时间短而首先到达检测器。各种离子的飞行时间与质荷比的平方根成正比。离子以离散包的形式引入质谱仪，这样可以统一飞行的起点，依次测量飞行的时间。离子包通过一个脉冲或者一个栅系统连续产生，但只在一个特定的时间引入飞行管。新发展的飞行时间分析器具有大的质量分析范围和较高的质量分辨率，尤其适合蛋白等生物大分子分析。
2 串联质谱及联用技术概述
两个或更多的质谱连接在一起，称为串联质谱。最简单的串联质遭（MS/MS）由两个质谱串联而成，其中第一个质量分析散（MS1）将离子预分离或加以能量修饰，由第二级质量分析散（MS2）分析结果。最常见的串联质谱为三级四极杆串联质谱。第一级和第三级四极杆分析器分别为MS1、和MS2，第二级四极杆分析器所起作用是将从MS1得到的各个峰进行轰击，实现母离子碎裂后进入MS2再行分析。MS/MS最基本的功能包括能说明MS1、中的母离子和MS3中的子离子间的联系根据MS1和MS3的扫描模式，如子离子扫描、母离子扫描和中性碎片丢失扫描，可以查明不同质量数离子间的关系。现在出现了多种质量分析器组成的串联质谱，如四极杆一飞行时间串联质谱（Q-TOF）和飞行时间一飞行时间（TOF- TOF）串联质谱等，大大扩展了质量分析的范围。离子阱和傅里叶变换分析器则可在不同时间顺序实现时间序列多级质谱扫描功能。
作为质谱样品的导入装置，色谱可初步分离纯化样品。化合物的分子量和结构信息可通过质谱获得，化合物的保留时间则可通过色谱获得，因此色谱 - 质谱联用在鉴别和测定复杂体系或混合物时十分有效。现阶段，气相色谱 - 质谱联用和液相色谱 - 质谱联用等技术已然在检测的各个领域得到了广泛应用。
3 液质联用技术在食品安全检测中的应用
虽然说食品中存留的有害物质是非常少的，但是仍会对人体造成不同程度的影响，因此必须加强食品安全检测，提高检测技术，为食品安全检测做出更大的贡献，液质联用技术凭借较高的检测灵敏度在食品安全分析检测领域得到了越来越广泛的应用。
婴幼儿食品安全极为重要，因此食品检测领域对婴幼儿食品安全检测极其重视。国内学者彭涛等利用 Waters2695 液相色谱仪与Quattro UItimaPt Tandem MS/MS 质谱系统检测了奶粉中残留的有害物质。在该试验中，我们首先使用盐酸溶液对蛋白质进行水解的工作，然后要加入 22 硝基苯基苯（22NBA），最后把该溶液放在37 ℃环境中过夜衍生化。然后加入酸锌后要调整 pH 值使其达到 7.0，加入亚铁氰化钾用来除去蛋白，最终使用乙酸乙酯提取样品，使用正己烷进行溶液净化，分析物采用电喷电离正离子（ESI），在多种模式下对其进行检测，内标标法定。根据实验结果显示，在添加浓度 0.5~2 μg/Kg 范围内，内标回收率在 89.5%~110.3%，相对对标准偏（RSD）则小于 11.3%。
4 结语
近些年，人们生活水平不断提高，对于食品安全的问题越来越重视，因而食品安全检测已经成为食品安全分析中越来越重要的一部分。液质联用仪作为非常重要的检测仪器越来越受到专家们的重视，离子源与质量分析器这两种液质联用中的关键技术也在不断更新与发展中，有关这方面的研究课题也必将越来越多。
参考文献：
[1]任云晖.液质联用技术在食品安全检测中的应用[J].食品安全导刊，2016（18）：39.
[2]邱永红.质量分析器新理论初探[J].分析仪器，2014（3）：81-87.
[3]张新荣.质谱离子源的现状与 发 展[J].现 代 科 学 仪 器，2013（4）：5-10.
论文作者:袁芳,范志龙,王诗圆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：离子论文; 分析器论文; 食品安全论文; 质谱论文; 质量论文; 时间论文; 电离论文; 《基层建设》2019年第19期论文;