利用高分辨质谱Q Exactive Focus定量分析小麦和饲料中的...

利用高分辨质谱Q Exactive Focus定量分析小麦和饲料中的真菌毒素

引言
真菌毒素是真菌在食品或饲料里生长所产生的代谢产物，对人和动物都具有极大的健康隐患。据联合国粮农组织（FAO）统计，全球每年约有 25% 的农产品受到真菌毒素污染。为了保证食品和饲料的安全，全世界多个国家通过法规或标准严格规定粮食中主要真菌毒素的限量。但传统的检测方法存在耗时长，通量低，定性能力差等问题。本文采用高分辨台式质谱仪Q Exactive Focus建立了粮食提取物中多种真菌毒素的检测方法。方法具有媲美高端三重四极杆的灵敏度，同时可以对复杂基质中的痕量物质准确地定性分析，充分保障结果的准确性。

实验方法

液相色谱方法
UHPLC：Thermo Scientific Ultimate 3000 RSLC
色谱柱：Thermo Scientific Hypersil Gold (50*2.1mm，1.9 µm）
流速：0.3 mL/min，进样体积：5 µL
流动相：A 相：2mM 的甲酸铵和 20 µL/ L 的甲酸水溶液
        B 相：2mM 的甲酸铵和 20 µL/ L 的甲酸甲醇溶液

质谱方法
质谱仪：Thermo Scientific Q Exactive Focus台式高分辨质谱仪。
实验采用正负切换 Full MS-ddMS 2 扫描方式进行筛查分析，采用正离子或负离子模式的 Full MS-ddMS 2 和 t-SIM- ddMS 2进行定量分析，如图 1 所示。利用数据依赖扫描获得二级子离子碎片离子信息进行确证。
  Full MS：分辨率为 70,000（FMHW@m/z 200）。
  t-SIM：分辨率为 70,000（FMHW@m/z 200），isolation width为 4 m/z
  MS/MS 采集：17,500（FMHW@m/z 200）分辨率下数据依赖采集；HCD NCE 为 45%，isolation width 为 4m/z。

样品前处理方法
参考文献 [1]，样品经 1% 的甲酸乙腈 / 水溶液浸提 15min 后，再震摇 1h 后，离心，过滤，供测定分析。

筛查结果分析
在一定的 Mass tolerance 下，采用化合物加合离子峰的精确质量数从 Fullscan 的数据中提取，得到 XIC 图谱。Q Exactive Focus 具有良好的质量精度，因此可以将提取窗口缩小至5ppm，甚至更低，充分保证了方法极高的选择性。同时，Q Exactive Focus 可以实现快速的正负离子切换扫描，并在正负切换的模式下保证高质量精度，在提高筛查实验通量同时，也保证结果的准确（图 3）。

定量结果分析
本文分别采用了Full MS-ddMS 2和t-SIM- ddMS 2两种方式进行定量分析。结果表明（见表 1），t-SIM 由于发挥了四极杆的离子筛选作用，可以获得更宽的线性范围和更高的灵敏度（见图3），在小麦提取物基质中的LOD较Full MS有2-20倍的提升。目前采用高端的三重四极杆质谱对基质中黄曲霉毒素B1测定的 LOQ 为 200ppt 左右，本实验的测定结果表明 Q Exactive Focus 的 Full MS 和 t-SIM 两种定量模式均具有媲美高端三重四极杆的灵敏度。

实验在采集一级扫描数据的同时，也可由方法设置中的inclusion list 来触发数据依赖扫描，获得二级子离子的全扫描图谱，并以此对结果进行确证分析。方法还可通过 top N 和动态排除，来保证低含量组分的检测和定量分析足够扫描点数的采集。图 4 为二级数据的确证结果。

结论
本文建立了运用高分辨质谱对粮食中真菌毒素的筛查和定量方法。Q Exactive Focus 凭 借 其 高 达 70,000（FMHW@m/z200）的分辨率和良好的质量精度可以很好的排除复杂基质的干扰，实现方法的高特异性；凭借其快速的正负极性切换能力，可在一针分析内同时完成对正负离子的检测，实现方法的高通量，在实现高灵敏度的同时，还能通过数据依赖的二级全扫描对结果进行确证，可以很好满足食品安全的定量分析需求。

参考文献
[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