一种大米中黄曲霉毒素B1的直接微波等离子体炬质谱检测方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种新型的大米中黄曲霉毒素B1的直接检测方法，在无需样品预处理的条件下，对大米中黄曲霉毒素B1进行快速检测的方法。本发明专利技术方法可对大米中黄曲霉毒素B1及流质食品中有机物质进行快速检测。本发明专利技术所述的检测方法是借助常规的LTQ‑XL型线性离子阱质谱仪和微波等离子体炬（MPT）电离源进行大米中黄曲霉毒素B1的分析检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于检测
，特别涉及大米中黄曲霉毒素B1的检测方法。
技术介绍
大米是人类最重要的主食之一，其质量的好坏直接关系到食用者的身体健康。近年来，毒大米事件让人们对大米质量的可靠性产生了顾虑。毒大米主要包括米中重金属超标、米表面含有农药或大米发生霉变等，其中霉变大米含有剧毒物质黄曲霉毒素（Aflatoxins）。黄曲霉毒素为分子真菌毒素，主要包括黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1、M2，而霉变的粮食中以黄曲霉毒素B1毒性最大，量也最多，致癌性也最强。AFB1属于肝脏毒素，诱发肝癌的能力比二甲基亚硝胺大75倍，国际癌症研究机构已经将AFB1列为人类致癌物。根据中国食品中真菌毒素限量规定，大米中黄曲霉毒素含量不得超过10g/L。为了免于人类受大米中黄曲霉毒素B1危害，很有必要对该有毒物质进行严格的监测。目前国内外检测黄曲霉毒素B1的方法主要有薄层色谱法、毛细管电泳、免疫化学分析方法和色谱-质谱法等，这些方法一般都需要复杂冗长的预处理过程，且耗时长，目前不适合用于现场实时在线分析。大气常压质谱技术是近年来发展起来的可以快速分析复杂基体样品的质谱方法，如电喷雾解吸电离(DESI)，实时在线分析(DART)，电喷雾萃取电离(EESI)，表面解吸常压化学电离(DAPCI)，低温等离子体探针(LTP)等，这些方法都可以在无需样品预处理或是少量样品预处理的条件下高通量、高灵敏地分析原生态的样品，但很少用来直接分析检测大米中的黄曲霉毒素。微波等离子体炬(MPT)是由我国金钦汉教授课题组专利技术和发展的一种新兴等离子产生装置。本文将该技术应用于质谱离子化源中，发掘其在质谱中的应用潜力。如图1所示，MPT炬管是三管同轴的结构。从微波能传输的角度看，可以把这种炬管看成是一端开放的同轴线；在其开放的一端向外，电场分布和流体动力学都有利于形成一个具有中央通道的等离子体。这种结构设计类似于ICP离子源，但其三管都为金属做成。而且当MPT以微波作为能量的来源时，与传统的微波等离子体（MWP）类似，易形成常压下Ar、N2甚至空气的等离子体。故而，MPT离子源兼顾了此二者的优点，不但能克服样品耐受力不足的缺陷，而且具有结构简单、操作简便、功耗低和普适性强等特点。近年来，MPT离子源不仅能检测元素周期表上大多数元素，而且对有机化合物能进行良好的解析，因而广泛的应用在食品安全、石油化工、临床医学等领域。以MPT为离子源，与多种质谱仪器（LTQ，TOF）相结合，采用外部直接解析的模式，已成功地检测过一系列有机化合物。本文通过采用MPT-MS实验平台对大米中黄曲霉毒素B1进行检测，并利用黄曲霉毒素B1的特征碎片离子作半定量分析，可快速地测定大米中黄曲霉毒素B1的含量，且在半定量分析中数据可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的大米中黄曲霉毒素B1的直接检测方法，在无需样品预处理的条件下，对大米中黄曲霉毒素B1进行快速检测的方法。本专利技术方法可对大米中黄曲霉毒素B1及流质食品中有机物质进行快速检测。本专利技术所述的检测方法是借助常规的LTQ-XL型线性离子阱质谱仪和微波等离子体炬（MPT）电离源进行大米中黄曲霉毒素B1的分析检测。具体的说，本专利技术可在正离子检测模式。所述的正离子检测模式的技术方案如下：（1）将LTQ-MS设置为正离子检测模式，质谱检测扫描范围为m/z200～400；离子传输管温度为150℃，其它参数采用LTQ-MS系统自动优化；MPT源各参数微波等离子体炬管开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，炬管与质谱口在同一竖直平面上放置，且炬管的开口端朝下与水平面夹角α为30°；炬管开口端产生焰炬，焰炬尖端与表面皿的垂直距离d1约为3mm，与质谱口的水平距离d2约为12mm。（2）把稀释后相应黄曲霉毒素的标准溶液通过移液枪滴于外部包裹了一层铝箔纸的表面皿中，表面皿中溶液经MPT炬管产生的炬焰解吸后，得到其一级质谱及串联的特征质谱峰（质量范围m/z50～500）。根据梯度浓度的标准储备液，从低浓度到高浓度依次测定，每个浓度的样品检测7次（最低浓度测11次），取平均值，并以梯度浓度为因变量，相应质谱峰的绝对丰度为因变量，绘制工作曲线。下一步直接对实际样品进行分析，由确定大米样品的萃取液中相应黄曲霉毒素B1质谱峰的绝对丰度，通过其工作曲线得到大米样品中该黄曲霉毒素B1的含量。附图说明图1为本专利技术正离子检测模式下黄曲霉毒素B1标准溶液的MPT指纹谱图；图2为本专利技术正离子检测模式下黄曲霉毒素B1的MSn谱图；图3为大米中黄曲霉毒素B1的指纹谱图和二级质谱；具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，但本专利技术不仅仅局限于以下示例。本专利技术所述的实施例使用的质谱仪为美国Finnigan公司的LTQ-XL型线性离子阱质谱仪，数据处理系统为美国Finnigan公司的Xcalibur数据处理系统。在优化的实验参数下，记录在正离子模式下黄曲霉毒素B1标准液的指纹谱图，如图1a所示。从图1（a）可见，具有显著强度的信号主要集中在质量范围m/z200～360。从分子结构上看从分子结构上看，黄曲霉毒素B1易形成质子化的分子离子[M+H]+(m/z313)（如图1（a）所示），由于黄曲霉毒素B1中氧原子电负性比碳原子大，质子易与其中的氧原子结合得到m/z313离子峰；而一级质谱中同时也存在分子离子m/z313的碎片离子m/z298、285、270和241等信号，为了验证这些碎片离子来源于分子离子m/z313，故而选择该分子离子进行串联质谱分析，得到的质谱数据与一级质谱吻合。从串联质谱（图2（b））中可以看出，首先选择m/z313为母离子，碰撞时间为30ms，碰撞能量为20％，所获得的二级质谱中的主要碎片离子为m/z285（基峰），这是母离子失去中性碎片CO或C2H4所致，而碎片离子m/z298是母离子丢失CH3而来；继而选择m/z285进行碰撞诱导解离分析，所获得的三级质谱中主要的碎片离子为m/z270（基峰），242和257等，均为m/z285在丢失CH3、2CO-CH3和2CO后获得的离子；在学者m/z270进行CID分析，所会得的四级质谱中主要的碎片离子为m/z241（基峰），离子m/z209在CID裂解后丢失CH3-CHO-CO生成碎片离子m/z241因此初步确定，m/z298、285、270和241等信号为质子化的黄曲霉毒素B1的碎片离子。这些特征离子与所查文献的特征碎片基本一致，表明MPT可对潜在含黄曲霉毒素B1的样品进行定性检测。但是，实验获得的黄曲霉毒素B1的特征离子与其它方法获得的结果不完全一致，例如，大气压化学电离（APCI）源，电离能量为38eV，得到质子化黄曲霉毒素B1的主要碎片为m/z298、285、270、269、257、242、241（基峰）、229、214、201，与本文得到的黄曲霉毒素B1的主要碎片相同的为m/z298、285和257等，其它的特征碎片均不相同。导致此现象的原因可能为不同技术电离时的化学和物理过程不同，再加上离子化条件和质量分析器方面的差异，导致获得的待测物离子的形式和能量均可能存在差异。在正离子模式下，对实际样品进行了分析，如图2（a）所示，大米的指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大米中黄曲霉毒素B1的直接微波等离子体炬质谱检测方法，其特征是包含下列步骤：（1）将LTQ‑MS设置为正离子检测模式，质谱检测扫描范围为m/z 150～400；离子传输管温度为150℃，其它参数采用LTQ‑MS系统自动优化；微波等离子体炬（MPT）离子源各参数：微波等离子体炬管开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，炬管与质谱口在同一竖直平面上放置，且炬管的开口端朝下与水平面夹角α为30°；炬管开口端产生焰炬，焰炬尖端与表面皿的垂直距离d1约为3 mm，与质谱口的水平距离d2约为12 mm；（2）把稀释后黄曲霉毒素B1的标准溶液通过移液枪滴于外部包有一层铝箔纸的表面皿中，表面皿中溶液经MPT炬管产生的炬焰解吸后，得到其一级质谱及串联的特征质谱峰（质量范围m/z 200～360）；根据梯度浓度的标准储备液，从低浓度到高浓度依次测定，每个浓度的标准品溶液检测7次（最低浓度检测11次），取平均值，并以梯度浓度为自变量，相应质谱峰的绝对丰度为因变量，绘制工作曲线；下一步直接对实际样品进行分析，确定大米样品中黄曲霉毒素B1质谱峰的绝对丰度，通过其工作曲线得到大米样品中黄曲霉毒素B1的含量。

【技术特征摘要】
1.一种大米中黄曲霉毒素B1的直接微波等离子体炬质谱检测方法，其特征是包含下列步骤：（1）将LTQ-MS设置为正离子检测模式，质谱检测扫描范围为m/z150～400；离子传输管温度为150℃，其它参数采用LTQ-MS系统自动优化；微波等离子体炬（MPT）离子源各参数：微波等离子体炬管开口端朝向质谱扫描仪的离子传输管口，炬管与质谱口在同一竖直平面上放置，且炬管的开口端朝下与水平面夹角α为30°；炬管开口端产生焰炬，焰炬尖端与表面皿的垂直距离d1约为3mm，与质谱口的水平距离d2约为12mm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志强，陈焕文，蒋涛，杨水平，王新晨，周鹏，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36