编辑推荐:
为解决鱼塘中蓝藻毒素对健康的潜在威胁问题,研究人员开展了利用靶向和非靶向液相色谱 - 质谱联用仪(LC-MS)分析鲶鱼组织中蓝藻毒素的研究。结果发现 MC-RR 未检出,MC-YR 在多种组织中有较高浓度。该研究为评估食品安全提供依据。
在广袤的水域世界里,蓝藻如同隐藏的 “杀手”,悄然释放着毒素,威胁着水生生态系统和人类健康。随着时间推移,鱼塘中蓝藻毒素的产量不断增加,从鱼塘中捕获的鱼可能携带这些毒素,进而对食用者的健康构成潜在风险。为了深入了解这些毒素在鱼体中的存在情况,来自南非和尼日利亚相关研究机构的研究人员开展了一项重要研究,其研究成果发表在《Emerging Contaminants》上。
蓝藻(Cyanobacteria)广泛分布于淡水、池塘、河流等多种环境中,能产生丰富的生物活性代谢产物。其中,部分次生代谢产物在制药、化妆品和营养保健品行业有广泛应用。然而,众多蓝藻物种形成的水华会产生蓝藻毒素(Cyanotoxins)。这些毒素可导致鱼类死亡,并在鱼肌肉组织中生物累积,引发动物的急性、慢性中毒,对人类健康也存在潜在风险。基于毒理学靶点,蓝藻毒素可分为肝毒素、神经毒素和皮肤毒素等。世界卫生组织(WHO)等机构制定了相关标准,如微囊藻毒素(Microcystins,MCs)在饮用水中的最大允许浓度和每日可耐受摄入量。但由于缺乏大量蓝藻代谢物的纯标准品,给蓝藻毒素分析带来挑战。因此,开展此项研究意义重大。
研究人员采用了两种关键技术方法:靶向和非靶向液相色谱 - 质谱联用仪(Liquid Chromatography Mass Spectrometer,LC-MS)分析。在靶向分析中,从南非林波波省和尼日利亚克罗斯河州的商业鱼塘采集鲶鱼(Clarias gariepinus)样本,获取肌肉、鳃、肝脏和胃内容物等组织,经一系列处理后,利用添加已知浓度 MC-RR 和 MC-YR 的样本与真实毒素标准品对比,进行毒素鉴定和定量。非靶向分析则是对鱼组织样本进行特定处理后,将高分辨率 MS/MS 光谱数据转换为 mzML 格式,借助全球天然产物社交(GNPS)库和 CANOPUS 注释进行代谢物鉴定,并在 Cytoscape 中可视化分子网络。
研究结果
- 靶向分析结果:在鱼组织中未检测到微囊藻毒素变体 MC-RR,可能是其浓度低于当前检测限。而 MC-YR 在鲶鱼的肠道、鳃、肌肉和肝脏组织中均有检出。在肝脏中,MC-YR 浓度范围为 20.896 - 10.96μg/g,其中池塘 6 的肝脏组织中浓度最高。肌肉中 MC-YR 浓度在 10.5 - 16.06μg/g 之间,超过了 WHO 设定的人类估计每日摄入量(EDI)0.04μg/kg/day,这表明食用这些鱼可能存在健康风险。在肠道和鳃中,MC-YR 浓度分别在 13.2 - 10.6μg/g 和 11.52 - 20.78μg/g 之间,其存在可能与鱼的饮食和暴露途径有关。
- 非靶向分析结果:该方法成功鉴定出多种蓝藻毒素,包括 aeruginosins、anabaenopeptins、微囊藻毒素(MCs)和 microginins 等。同时,还检测到一些非毒性次生代谢产物,如源自蓝藻细胞的 pheophorbide A 和 microcolins,源自鱼组织的 cholic acid、phosphocholine(PC)、triglyceride(TG)和 octadecadienoic acid,以及可能来自人为来源的 ethanesulfonic acid 和 amyl amine。不同组织中代谢物分布有所差异,如肝脏富含 octadecadienoic acid,肠道和鳃中 phosphocholine、ethanesulfonic acid 等较多,肌肉组织则以 phenylalanine、amylamine 等为特征。
研究结论与讨论
研究表明,靶向和非靶向 LC-MS/MS 方法均能有效检测鱼组织中的蓝藻毒素。靶向方法受限于参考标准品,而非靶向方法能生成更全面的数据。鲶鱼组织中 MC-YR 的高浓度以及多种蓝藻毒素的同时存在,对食品安全提出了严峻挑战。这意味着消费者可能面临摄入蓝藻毒素的风险,相关部门需要加强对鱼塘水产品的监测,以保障公众健康。同时,该研究为后续深入研究蓝藻毒素在鱼体内的代谢机制、制定更严格的食品安全标准提供了重要依据,也为其他类似研究提供了参考范例,对推动水生生态系统健康评估和食品安全保障具有重要意义。