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利用 TSQ Quantiva 定量肉类掺假比例(一)

2020.5.18

引言

“挂羊头,卖狗肉”是日常用的一个熟语。虽然随着时间的发展,这句话已经难以反应最真实的情况,在世界上大部分地方,狗已经不作为食用肉的来源,即使在极少数食狗肉的地方,狗肉的价格也往往比羊肉还高,已经失去了造假的意义。但是,这种商品标识与实际商品的组成不一致的情况,却是长期存在的。自从 2013 年欧盟“马肉风波”之后,中国肉类掺假的现象也屡见报道,进一步加深了人们对肉类真实性的担忧。这种非标明的添加,极大的扰乱的市场次序,影响相关宗教人士、特殊风俗与部分肉类禁食人士的情感与健康,也带来了潜在致病性和疾病控制的难题。目前最常用检测的方法有:基于核酸的聚合酶链式反应技术(PCR),和基于抗体抗原结合的酶联免疫法(ELISA)。前者受到 DNA 降解,复杂基质的干扰和样品提取与扩增方法的影响,干扰了定性和定量的准确性。后者往往受制于抗体的制备,加工过程中蛋白变性,复杂基质和近亲缘种属之间同源干扰导致的假阳性的影响 [1, 2]。

 

随着生物质谱技术的成熟,大规模的定性和定量研究蛋白表达谱的技术已经很成熟。因此,利用质谱技术寻找不同肉类样品特征性蛋白或者多肽,并进行定量,能够避免现在最常用的 PCR 技术和 ELISA 所面临的上面的种种问题,其优点包括:不受食品加工的过程影响,因为氨基酸序列比核酸序列在加工过程中更容易保存;同时实现定性与定量,避免假阳性且定量结果更加准确可靠;能够同时监测多种添假 [2]。

 

猪肉,禽肉,牛肉和羊肉是世界上消耗量最大的四种肉类 [3]。大多数情况下,羊肉最贵,可能比最便宜的禽肉贵到 5 倍以上,在实际生活中,对不法商人具有最大的掺假诱惑力。我们基于超高分辨的 Q Exactive 质谱平台,研究了五种常见肉类彼此之间的特征性专属多肽。选取其中找到的部分多肽,通过人为的将几种不同的肉类进行混合研究,模拟现实中掺假的情况,用 TSQ Qμantiva 建立了基于 SRM(Selected Reaction Monitoring)的掺假比例定量方法。整个实验流程如下(图 1):

 

 

 

图 1. 基于 Thermo 质谱平台肉类真实性解决方案。(A:样品裂解; B:肉类裂解样品还原烷化酶切;C:高分辨质谱平台采集每个物种数据;D:Proteome Discoverer 2.0,SEIVE 2.0 软件寻找物种特征性多肽,Pinpoint 软件批量自动生成定量离子对;E:TSQ Quantiva 定量分析)

 

实验方法:

1.材料与样品制备

本实验所用肉类样品牛肉,猪肉,鸡肉和鸭肉购自于上海某大型超市,羊肉购自于上海某羊肉专卖店。五种肉类样品分别去皮与脂肪取纯肌肉样品约 100 mg,用 RIPA 裂解液裂解后丙酮沉淀,尿素溶解后取部分测浓度,剩余样品还原烷化,酶切过夜,固相萃取除盐,离心浓缩后用 0.1%FA 溶解后备用。

 

2.掺假实验

将鸡与鸭的裂解液等比例混合,取羊 1 μg 总蛋白酶切产物六份,分别添加鸡和鸭的裂解酶切产物 1 μg、100 ng、10 ng、5 ng、1 ng、0.1 ng,模拟不同比例的掺假样品,每份样品进样三次。

 

3.色谱条件

液相 RSLC U3000 ,流速 0.2 mL/min,流动相 A 相为 0.1% FA/H2O,流动相 B 相为 0.1% FA/ACN。色谱柱 Accucore-150-C18,100mm*2.1mm。梯度条件为:

 

表 1. 色谱梯度

Time (min)

A相(%

B相(%

0

100

0

0.2

90

10

16

60

40

17

20

80

17.5

20

80

18.5

100

0

20

100

0

 

4.质谱采集方法

质谱离子源参数设置为:喷雾电压 3500 V,鞘气 38 Arb,辅气 15 Arb,反吹气为 0 Arb,离子传输管温度 275℃,离子源雾化温度为 380℃。质谱采集参数为:采集周期为 0.3 s, 碰撞气为 1.5mTorr, Q1 和 Q3 分辨率都为 0.7,源内裂解能量为 0。


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