《Talanta》：Determination of six alternaria toxins in prepared dishes using MIL-101(Fe)-based dispersive solid-phase extraction coupled with ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry
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摘要预制菜作为现代食品的重要代表之一，存在交链孢毒素（ATs）污染的风险。为解决这一问题，开发了一种基于 MIL-101(Fe) 的高效分散固相萃取（d-SPE）方法，并与超高效液相色谱 - 串联质谱（UHPLC-MS/MS）联用，用于分析预制菜中的六种 ATs。表征结果证实
摘要
预制菜作为现代食品的重要代表之一，存在交链孢毒素（ATs）污染的风险。为解决这一问题，开发了一种基于 MIL-101(Fe) 的高效分散固相萃取（d-SPE）方法，并与超高效液相色谱 - 串联质谱（UHPLC-MS/MS）联用，用于分析预制菜中的六种 ATs。表征结果证实，合成的 MIL-101(Fe) 具有高比表面积和适当的孔径分布。此外，计算模拟显示，ATs 可通过氢键、π-π堆积和 Lewis 酸碱相互作用被 MIL-101(Fe) 高效吸附和纯化。在优化条件下，该方法表现出优异的线性（R2 ≥ 0.9990），定量限（LOQs）范围为 0.07 至 0.37 μg/L，回收率在 76.2%-108.3% 之间，相对标准偏差（RSDs）低于 9.8%。本研究旨在利用 UHPLC-MS/MS 开发一种稳健的方法，以填补这一空白，实现预制菜中 ATs 的高灵敏度和高准确度定量。此外，通过巨正则蒙特卡洛（GCMC）模拟和密度泛函理论（DFT）计算，阐明了 MIL-101(Fe) 对目标毒素的吸附机制。
引言
交链孢毒素（ATs）是由交链孢菌产生的一类次级代谢产物。迄今为止，已发现超过 70 种 ATs，其中交链孢酚（AOH）、交链孢酚单甲基醚（AME）和交链孢菌素（TEN）的研究最为广泛 [1]。确凿的证据表明，ATs 对人类具有肝毒性、细胞毒性和致癌作用 [2]。值得注意的是，AOH 和 AME 已被证明可调节 HepaRG 细胞中肝毒性相关基因的表达 [3]，并被国际癌症研究机构证明具有潜在致癌性 [4]。此外，包括交链孢酸（TeA）、交链孢菌素（TEN）、交链孢烯（ALT）和交链孢毒素 I（ATT-1）在内的其他 ATs 也被报道对人类健康构成潜在的不良反应风险 [[5], [6]]。ATs 是蔬菜、水果和谷物作物中普遍存在的污染物。这些农产品在运输、加工和储存过程中容易受到污染 [7]，对食品安全和公共健康构成重大风险。因此，对食品基质中 ATs 的检测和综合研究至关重要。
预制菜作为现代食品的重要创新，近年来因其标准化的生产工艺和前所未有的便利性而迅速在全球范围内扩张 [8]。鉴于交链孢菌属即使在低温和低湿度条件下也能茁壮成长，导致霉菌持续生长和毒素积累，预制菜的供应链极易受到毒素污染。这对食品安全构成了严重威胁，使得监测预制菜中的交链孢毒素水平成为确保产品安全的关键要求。
检测 ATs 的分析方法主要包括薄层色谱法（TLC）、酶联免疫吸附测定法（ELISA）和超高效液相色谱 - 串联质谱法（UHPLC-MS/MS）。TLC 操作简单，对实验条件和仪器的要求较低。然而，它存在检测限高、展开时间长和重现性差等缺点，导致其逐渐被其他方法取代 [9]。ELISA 操作简单，适用于大规模筛查，但由于抗体与目标分子之间可能发生交叉反应，其准确性相对较低 [10]。近年来，由于其高灵敏度和选择性，UHPLC-MS/MS 已成为食品中 ATs 测定的主要分析技术 [[11], [12], [13], [14]]。然而，针对预制菜中 ATs 的研究仍然很少。因此，本研究旨在利用 UHPLC-MS/MS 开发一种稳健的方法，以填补这一空白，实现预制菜中 ATs 的高灵敏度和高准确度定量。
然而，复杂基质中 ATs 的测定仍然是一个挑战。预制菜的基质非常复杂，通常含有脂肪、蛋白质和色素等各种干扰物质。此外，ATs 的浓度通常为痕量水平。因此，适当的样品前处理策略对于目标分析物的高效提取、富集和纯化至关重要。近年来，由于其操作简便、回收率高和分离效率高，d-SPE 技术已被广泛应用于食品中有害物质的测定分析 [[15], [16]]。值得注意的是，由于 d-SPE 是一种基于吸附剂的净化技术，选择合适的吸附剂对整个分析程序的性能至关重要。金属有机框架（MOFs）是通过金属离子或金属簇与有机配体通过配位键自组装形成的多孔结晶材料。由于具有高比表面积、均匀的孔径分布和丰富的吸附位点，这些材料通常表现出高效的吸附能力 [[17], [18], [19]]。其中，由三核铁（III）氧簇 [Fe3O] 作为金属中心和对苯二甲酸作为有机配体组成的 MIL-101(Fe)，在本工作中被策略性地选为 d-SPE 吸附剂。与其他传统 MOFs（如孔径小于 1.20 nm 的 ZIF-8 或 UiO-66）[[20], [21]] 相比，MIL-101(Fe) 具有适当的窗口尺寸（1.40-2.50 nm），这有效减少了空间位阻并容纳了 ATs 相对庞大的结构（表 S1）。此外，MIL-101(Fe) 中的不饱和 Fe3+ 中心可以作为强 Lewis 酸位点，与毒素中富电子的羰基（C=O）和羟基（-OH）基团强烈相互作用。结合苯链接基的π-π堆积和氢键作用，MIL-101(Fe) 可能对 ATs 提供优异的吸附亲和力和选择性。此外，与有毒的基于铬或亲水的基于铜的 MOFs 相比，其基于铁的组成使其具有环保、高水稳定性和成本效益高的特点 [[22], [23]]。
在本研究中，合成 MIL-101(Fe) 并将其用作吸附材料。采用 d-SPE 方案作为样品前处理方法，用于富集和纯化六种 ATs，包括交链孢酚（AOH）、交链孢酚单甲基醚（AME）、交链孢烯（ALT）、交链孢毒素 I（ATT-I）、交链孢菌素（TEN）和链格孢菌素 TA1（TA-1）。通过 UHPLC-MS/MS 实现了对预制菜中这些 ATs 的定量分析。此外，系统地研究了 MIL-101(Fe) 对目标毒素的吸附机制。
章节摘要
分析物与试剂
交链孢毒素标准品：AOH（≥ 98%，CAS:641-38-3）、ALT（≥ 98%，CAS:29752-43-0）和链格孢菌素 TA1（TA-1）（≥ 98%，CAS: 79367-52-5）购自阿拉丁试剂公司（上海，中国）；AME（≥ 98%，CAS:26894-49-5）和 ATT-1（≥ 98%，CAS:56258-32-3）购自北京金开瑞达科技有限公司（北京，中国）；TEN（≥ 95%，CAS:28540-82-1）购自多伦多研究化学品公司（加拿大）。六种目标毒素的基本信息见表 S1。氯化铁六水合物
MIL-101(Fe) 的表征
如图所示（图 1A），合成的 MIL-101(Fe) 呈现规则的八面体形态，平均粒径约为 500 nm。傅里叶变换红外光谱（图 1B）揭示了 MIL-101(Fe) 的特征振动模式，并与之前的报道一致 [27]：1391 cm-1 和 1657 cm-1 处的峰归属于 COO- 基团的对称和不对称振动峰；1508 cm-1 和 1601 cm-1 处的吸收特征源于 C=C 骨架
结论
在本研究中，建立了一种高效的 UHPLC-MS/MS 方法，利用 d-SPE 策略同时测定预制菜中的六种 ATs。由于具有高比表面积、合适的孔径分布和特定的相互作用位点，采用 MIL-101(Fe) 作为吸附剂。在优化条件下，该方法对所有目标毒素表现出优异的线性（R2≥0.9990），LOQs 低至 0.07-0.37 μg/L。此外，平均回收率范围为 76.2% 至
CRediT 作者贡献声明
郭岚：写作 – 审查与编辑。 万一群：资源。 梁晓：写作 – 初稿。 魏海峰：软件。 曾贤涛：资源。 张艳：资源。 芮诚：资源。 沈明玥：资源。 刘芳：写作 – 审查与编辑
利益冲突声明
? 作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢
本工作得到了食品科学与资源国家重点实验室（南昌大学）研究项目（编号：SKLF-KF-202411, 编号：SKLF-ZZB-202529）、江西省检验检测认证总院研究项目（ZYK202410）、南昌大学大型仪器与设备共享与发展研究项目（编号：NCUSSC-202518）的支持。
梁晓 | 魏海峰 | 曾贤涛 | 张艳 | 芮诚 | 沈明玥 | 刘芳 | 郭岚 | 万一群
中国南昌大学食品科学与资源国家重点实验室，南昌 330031，中华人民共和国
