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基于超分子溶剂的通用样品处理方法用于五类食品中12种受监管霉菌毒素的同步检测
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Food Chemistry 8.5
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为解决食品中多种霉菌毒素同步检测的复杂性问题,研究人员开发了一种基于超分子溶剂(SUPRAS)的通用样品前处理方法,结合LC-MS/MS技术,实现了五类食品基质中12种受监管霉菌毒素的高效提取与检测。该方法将提取与净化步骤合二为一,显著降低有机溶剂用量至0.8 mL/样品,定量限达0.03-23.95 ng/mL,完全符合欧盟法规要求,为食品安全监测提供了快速、环保且经济的解决方案。
霉菌毒素作为真菌产生的有毒次级代谢产物,长期威胁全球食品安全。随着气候变化加剧,霉菌污染风险持续上升,而传统热加工难以降解这些热稳定性化合物。国际癌症研究机构(IARC)已将多种霉菌毒素列为致癌物,欧盟通过严格立法建立了世界上最严格的食品安全保护体系之一。然而现有检测技术面临巨大挑战:超过400种已知霉菌毒素中仅少数被监管,且其化学结构差异大(log Kow
范围-0.5至4.7);食品基质复杂多样,现行方法多局限于单一食品类别;传统样品前处理依赖大量有机溶剂和繁琐的净化步骤。
针对这些难题,西班牙科尔多瓦大学的研究团队在《Food Chemistry》发表创新成果,开发了基于超分子溶剂(SUPRAS)的通用样品处理方法。该方法通过1-己醇在水-四氢呋喃(THF)混合溶液中的凝聚作用形成SUPRAS,利用其纳米结构特性和限制性访问机制,实现了12种欧盟监管霉菌毒素在五类食品中的同步提取净化,最终通过LC-MS/MS完成准确定量。
研究采用三大关键技术:1) 优化SUPRAS合成条件,通过调节THF:水比例(20-50%)控制纳米结构;2) 建立适用于固体(面包、葡萄干、酸奶)和液体(橙汁)基质的统一提取流程,仅需涡旋离心操作;3) 开发基于三种低成本氘代内标(MA-d14
、NIT-d5
、TPHP-d15
)的校正策略,避免使用昂贵的同位素标记霉菌毒素标准品。
在"SUPRAS-based generic sample treatment for mycotoxins in different commodities"部分,研究揭示了选择己醇基SUPRAS的科学依据。电子显微镜证实其形成的反向六边形纳米结构可提供多极性微环境,同时0.64 mg/μL的高两亲分子浓度确保了充足结合位点。THF诱导的蛋白质沉淀和极性碳水化合物尺寸排阻效应,赋予其独特的基质净化能力。
"Optimization of the SUPRAS-based microextraction"章节显示,固体样品采用20% THF合成的SUPRAS回收率最佳(69-115%),而液体样品直接原位合成时40% THF效果更佳。通过比较不同复溶液组成,最终确定水:甲醇(1:9)能最大化目标物溶解(60-107%)同时最小化基质干扰。
方法验证结果令人瞩目:"Linearity and sensitivity"显示所有霉菌毒素在0.9903-0.9999的R2
范围内线性良好,方法定量限(MQL)为0.03-23.95 ng/mL,远低于欧盟最大残留限量。"Accuracy"测试中,除酸奶中桔霉素(CIT)外,其余回收率均符合70-120%标准,且日内重复性(3-20%)和实验室间重现性(3-18%)全部达标。
与现有技术对比凸显突破性优势:相比Bessaire等需12种13
C标记内标和17 mL溶剂/样品的方法,本研究仅用0.8 mL THF和三种内标即实现五类食品同步分析;较QuEChERS方法减少80%有机溶剂用量;较免疫亲和柱(IAC)方法降低90%耗材成本。
这项研究为食品安全监管提供了革命性工具:1) 首次实现SUPRAS技术对多类别食品中多霉菌毒素的通用检测;2) 通过纳米结构设计将绿色化学原则(原子经济性、能源效率、低毒性)融入分析方法;3) 建立的"提取-净化-浓缩"一体化流程,显著提升实验室通量。正如作者指出,该方法特别适合应对欧盟不断扩大的霉菌毒素监管清单和日益复杂的食品供应链挑战,为构建更可持续的食品安全监测体系树立了新标杆。
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