利用高分辨質(zhì)譜Q Exactive Focus定量分析小麥和飼料中的真菌毒素

引言
真菌毒素是真菌在食品或飼料里生長所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，對人和動物都具有極大的健康隱患。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計，全球每年約有 25% 的農(nóng)產(chǎn)品受到真菌毒素污染。為了保證食品和飼料的安全，全世界多個國家通過法規(guī)或標準嚴格規(guī)定糧食中主要真菌毒素的限量。但傳統(tǒng)的檢測方法存在耗時長，通量低，定性能力差等問題。本文采用高分辨臺式質(zhì)譜儀Q Exactive Focus建立了糧食提取物中多種真菌毒素的檢測方法。方法具有媲美高端三重四極桿的靈敏度，同時可以對復雜基質(zhì)中的痕量物質(zhì)準確地定性分析，充分保障結果的準確性。

實驗方法

液相色譜方法
UHPLC：Thermo Scientific Ultimate 3000 RSLC
色譜柱：Thermo Scientific Hypersil Gold (50*2.1mm，1.9 µm）
流速：0.3 mL/min，進樣體積：5 µL
流動相：A 相：2mM 的甲酸銨和 20 µL/ L 的甲酸水溶液
        B 相：2mM 的甲酸銨和 20 µL/ L 的甲酸甲醇溶液

質(zhì)譜方法
質(zhì)譜儀：Thermo Scientific Q Exactive Focus臺式高分辨質(zhì)譜儀。
實驗采用正負切換 Full MS-ddMS 2 掃描方式進行篩查分析，采用正離子或負離子模式的 Full MS-ddMS 2 和 t-SIM- ddMS 2進行定量分析，如圖 1 所示。利用數(shù)據(jù)依賴掃描獲得二級子離子碎片離子信息進行確證。
  Full MS：分辨率為 70,000（FMHW@m/z 200）。
  t-SIM：分辨率為 70,000（FMHW@m/z 200），isolation width為 4 m/z
  MS/MS 采集：17,500（FMHW@m/z 200）分辨率下數(shù)據(jù)依賴采集；HCD NCE 為 45%，isolation width 為 4m/z。

樣品前處理方法
參考文獻 [1]，樣品經(jīng) 1% 的甲酸乙腈 / 水溶液浸提 15min 后，再震搖 1h 后，離心，過濾，供測定分析。

篩查結果分析
在一定的 Mass tolerance 下，采用化合物加合離子峰的精確質(zhì)量數(shù)從 Fullscan 的數(shù)據(jù)中提取，得到 XIC 圖譜。Q Exactive Focus 具有良好的質(zhì)量精度，因此可以將提取窗口縮小至5ppm，甚至更低，充分保證了方法極高的選擇性。同時，Q Exactive Focus 可以實現(xiàn)快速的正負離子切換掃描，并在正負切換的模式下保證高質(zhì)量精度，在提高篩查實驗通量同時，也保證結果的準確（圖 3）。

定量結果分析
本文分別采用了Full MS-ddMS 2和t-SIM- ddMS 2兩種方式進行定量分析。結果表明（見表 1），t-SIM 由于發(fā)揮了四極桿的離子篩選作用，可以獲得更寬的線性范圍和更高的靈敏度（見圖3），在小麥提取物基質(zhì)中的LOD較Full MS有2-20倍的提升。目前采用高端的三重四極桿質(zhì)譜對基質(zhì)中黃曲霉毒素B1測定的 LOQ 為 200ppt 左右，本實驗的測定結果表明 Q Exactive Focus 的 Full MS 和 t-SIM 兩種定量模式均具有媲美高端三重四極桿的靈敏度。

實驗在采集一級掃描數(shù)據(jù)的同時，也可由方法設置中的inclusion list 來觸發(fā)數(shù)據(jù)依賴掃描，獲得二級子離子的全掃描圖譜，并以此對結果進行確證分析。方法還可通過 top N 和動態(tài)排除，來保證低含量組分的檢測和定量分析足夠掃描點數(shù)的采集。圖 4 為二級數(shù)據(jù)的確證結果。

結論
本文建立了運用高分辨質(zhì)譜對糧食中真菌毒素的篩查和定量方法。Q Exactive Focus 憑 借 其 高 達 70,000（FMHW@m/z200）的分辨率和良好的質(zhì)量精度可以很好的排除復雜基質(zhì)的干擾，實現(xiàn)方法的高特異性；憑借其快速的正負極性切換能力，可在一針分析內(nèi)同時完成對正負離子的檢測，實現(xiàn)方法的高通量，在實現(xiàn)高靈敏度的同時，還能通過數(shù)據(jù)依賴的二級全掃描對結果進行確證，可以很好滿足食品安全的定量分析需求。

參考文獻
[1] KELLMANN ET AL“Full Scan MS in Comprehensive Quanlitative and Quantitative Residue Analysis in Food and Feed Matrices: How Much Resolving Power is required?”J Am Soc Mass Spectrom 2009,20,1464-1476