食品中营养成分、农药残留、兽药残留、真菌毒素、重金属、矿物质元素检测方案(气质联用仪)

科学研究 质量控制 安全保障 Thermo Scientific 色谱、质谱及痕量元素分析食品分析“三位一体”综合解决方案 一网打尽食品分析需求…· 食品安全范畴涉及的对农兽残，重金属元素的分析是我们对食品的最基本的要求。同时，我们也需要对食品质量进行更好地控制，杜绝食品添加剂的超限量和超范围内使用，确保营养成分的合理添加。在此之上，由于经济利益的驱动，全球范围内的食品掺假，以次充好等问题也层出不穷。对食品科学的研究可以助力于食品掺假分析、食品溯源分析、食品种类鉴别，去伪存真，还原食品真实的模样。 赛默飞为食品安全提供全流程的解决方案，但不仅仅是食品安全。我们为您一网打尽从食品质量控制，到食品安全保障，再到食品科学研究的“三位一体”整体解决方案。 性能卓越的仪器+快速优质的服务，赛默飞为您在食品生产、检测和研发等各个环节保驾护航。 赛默飞食品分析“三位一体”解决方案 目录 样品前处理 ...2 自动化进样..mm ..3 样品分析... ●数据管理和分析报告.... .5-15 从GC、HPLC到IC， 满足 不同极性化合物的分析需求。 从三重四极杆质谱仪到 高分辨质谱仪，应对从常规 检测到科学研究不同挑战。 从有机分析到无机分析， 提供实验室一站式方案。 智能、易用的软件极 大程度地帮助客户提高数 据处理的效率和准确性。 享受智能实验室的便捷。 高效、自动化的样品制备设备及耐用、稳定的耗材可提高生产率 ASE 加速溶剂萃取仪 固相萃取柱 GC 系列色谱柱及耗材 Thermo ScientificTM DionexTM ASETM加速溶剂萃取仪可以从固体和半固体食品基质中自动高效地萃取待测成分 Thermo ScientificTM SPE 固相萃取柱可以有效净化各类食品中的待测组分。 Thermo ScientificTM QuEChERS固相分散萃取可以简便有效制备食品基质中的农药残留样品。 Thermo Scientific TMTraceGOLDTM系列、TRACETM系列和TracePLOTTM系列气相色谱柱具备高度温度稳定性和低流失性，确保实验良好重现。 Thermo ScientificTM AccucoreTM系列、 Hypersil GOLDTM系列、SyncronisTM系列、AcclaimTM系列、Hypercarb TM系列液相色谱柱以及适用于各种淋洗液的 Dionex lonPacTM 系列离子色谱柱，可以全方位满足您面临的挑战性的食品分析要求。 ●功能强大的样品处理平台，能提供液体进样、固相微萃取(SPME)、自动化衍生等多种进样解决方案，可自动化并加速农药残留、风味物质等测定，从而增加样品周转，降低单次分析成本。 功能强大的样品处理平台，能提供食品中的环境污染物如卤代烃等残留分析的多种进样解决方案，从而增加样品周转，降低单次分析成本。 适用于 Vanquish UHPLC 系统的 Charger 智能样品加载器将高端的 UHPLC 带入了新的发展水平，使您在提高分离度的同时，还可以增加载样量，实现高通量检测，并且借助 ChromeleonCDS 轻松地追踪样品、处理结果。 双三元液相系统兼容全自动样品前处理功能与液相色谱功能于一体，复杂基质样品可直接或经简单处理后直接进样分析，也可与质谱联用。该功能有效减少基质效应；也允许大体积进样以便于对目标组分进行富集，提高方法灵敏度，减少人为操作，提高自动化效率。 TriPlus RSHTM多功能样品处理平台 TriPlus 300顶空自动进样器 Vanquish Charger智能样品加载器 Ultimate 3000双三元液相色谱系统 样品分析：营养成分 食品中的营养物质通常包括蛋白质、糖、维生素、矿物质、氨基酸、核苷酸、胆碱、脂肪酸等。快速、准确、灵敏地检测食品中的各类营养成分是提高食品质量的重要手段。如果说覆盖 HPLC、GC、IC等检测各类营养成分的方案是赛默飞满足客户的基本需求，那么根据客户的特殊需求而设计高效、实用的解决方案则是赛默飞的独特之处。 1 婴儿配方奶粉中维生素A、D、E同时测定 奶粉中脂溶性维生素A、D、E，特别是婴幼儿配方奶粉中微量维生素D(D2和D3)的测定由于样品基质复杂，干扰大，造成样品前处理繁琐，检测困难；而使用赛默飞双三元 HPLC 系统二维色谱解决方案，很好地解决了上述问题。 图1.赛默飞双三元-二维色谱解决方案与国标方法对比 2 IC-ED 测定乳粉中低聚半乳糖 低聚半乳糖已经被批准可用于婴幼儿食品、乳制品、饮料、焙烤食品、糖果。检测方法有示差折光、蒸发光散射、电喷雾、衍生还原胺-荧光等，但存在着选择性差、灵敏度低、与色谱梯度淋洗不兼容、线性范围窄等缺陷。Thermo ScientificTM DionexTM ICS-5000* HIPC-电化学检测器(ED)检测，有效克服上述各类检测方法的缺陷。 高压离子色谱，提高分析效率 双系统配置，可同时兼容电导和电化学检测器 电化学检测特有四电位波型技术，电极清洗彻底，重现性好，电极寿命长变色龙软件控制，操作简便 高压离子色谱系统 有效梯度分离，测量灵敏度高达pmol水平 直接检测，无需衍生 选择性好，仅对羟基化合物有响应 IC-ED法被美国分析化学家协会(AOAC)等国际组织广泛认可，同时符合国家标准要求 自动衍生 GC-FID 测定婴幼儿食品和奶粉中的脂肪酸 Thermo ScientificTM TRACETM 1310 系列 GC 气相色谱特点是用于仪器控制和状态监控的全触摸屏；即时连接进样器和检测器的模块化设计，允许在数分钟内重置 GC和便捷维护，减少仪器停机时间。 气相色谱系统 样品分析：农药残留和兽药残留 全球范围内对农兽药残留的限制愈来愈严格，许多国家和地区相关政策法规甚至达到了苛刻的程度，对农兽残检测和筛选提出了准确、快速和高通量的要求；另一方面，使用农药种类剧增造成未知风险骤增；独具特色的赛默飞全面解决方案，涵盖高效液相色谱、气相色谱、单四极杆质谱、三重四极杆质谱和高分辨质谱完整工作流程，并结合高效率的数据处理软件，为农兽药残留检测提供行之有效的方法。 1 检测技术的选择 对于非极性、弱极性以及热稳定农药如有机氯和菊酯类等，其残留常用气相色谱-质谱分析；对于极性、水溶性以及热不稳定农药如除草剂、杀菌剂以及大部分的兽药，其残留常用液相色谱-质谱分析；而对于强极性、离子型农药(如百草枯、草甘膦)和兽药残留，可采用离子色谱与质谱联用技术分析。 2 解决农残、兽残分析难题的技术要求 对分析技术的“4S”要求 灵敏度 Sensitivity 特异性 Specificity 分析速度 Speed 稳定性 Stability 3 农残、兽残分析方法包 推荐样品建议硬件、数据库及完整的快速前处理方法软件及耗材仪器方法方法指南 基于三重四极杆质谱平台的定量方法包 QUAN(涵盖近1000种农/兽药) 基于高分辨 Q Exactive 系列质谱平台的快速农残筛查方法包 pQSM 和兽残筛查方法包 vQSM(涵盖超过1000种农/兽药) 1 气质联用系统用于多农残筛查 使用 EvoCell技术，具备更高的灵敏度和分析速度 同时采集 Full scan / Timed-SRM-同时定性定量模式，实现一次进样分析所有化合物 仪器检测灵敏度高，达到 pg水平提供方法包，实现从样品前处理到实验结果打印的一站式解决 三重四极杆气质联用仪 图2.一针进样同时分析茶叶中660种农残 2 液质联用系统用于食品中兽药筛查 使用赛默飞专利的共轭双曲面四极杆质量分析器，独有高选择性的SRM 模式 采用分段式四极杆检测出超低含量的污染物 采用OptaMax NG离子源和中性粒子挡杆，确保每天分析更多的样本，并将维护需求降至最低 提供 QUAN 定量分析方法包，实现从样品前处理到实验结果打印的一站式解决 三重四极杆液质联用仪 方法具有优异的重现性和灵敏度 Compound LOD (ppt) % RSD LOQ (ppt) % RSD Albendazole(阿苯达唑) 2.47 12.64 12.34 4.11 Oxfendazole (奥芬达唑) 2.44 10.86 12.20 6.89 Sulfamethazine(磺胺二甲嘧啶) 12.62 10.62 25.24 10.21 Sulfaquinoxaline(磺胺喹恶啉) 5.98 7.29 11.97 2.47 Thiabendazole(噻菌灵) 24.19 3.48 48.37 1.65 Tilmicosin (替米考星) 121.79 1.05 243.57 2.16 Tylosin (泰乐菌素) 11.87 12.79 23.74 10.75 我们能用 Orbitrap干什么 能够实现仅用一台质谱仪就能鉴定、定量和确证 Thermo ScientificTM Q Exactive 系列超高分辨质谱，拥有超高分辨率和质量精度的 Obitrap 检测技术，在食品农产品分析中，提供优异定性和高分辨定量能力。 基于高分辨质谱技术的农残、兽残、生物毒素残留等多种有机污染物的定性筛查和定量，进行预警检测 拥有媲美高端三重四极杆的定量能力，与三重四极杆技术相互补充、相互验证 食品组学 样品分析：真菌毒素 真菌毒素是真菌产生的次生代谢产物，主要包括黄曲霉毒素、镰刀菌毒素等，全球每年有25%的涵盖玉米、小麦、大麦、花生、干果、水果、牛奶等农产品受到真菌毒素污染。目前国家标准中对于真菌毒素的分析，主要有 HPLC-FLD 和 HPLC-QqQ等方法。赛默飞均能提供对应的解决方案。 1 液相色谱光化学衍生测定实例 使用仪器：：7Thermo ScientificTM Ultimate 3000SD系统，泵： LGP-3400SD， 自动进样器，柱温箱，柱后光化学衍生器，荧光检测器。 色谱柱：Thermo ScientificTM SyncronisTM C18色谱柱(150×4.6 mm， 5pm)参照国标GB 5009.22-2016中第三法，液相色谱-柱后衍生，测定谷物中的黄曲霉毒素。 测试结果： 双三元液相色谱系统 图3黄曲霉毒素B1 B2 M1 G1 G2 定量限检测重复性 黄曲霉毒素 浓度(ug/L) RSD%(n=3) M1 0.125 0.5 G2 0.03 3.0 G1 0.075 3.5 B2 0.0225 3.8 B1 0.075 4.5 *赛默飞液相色谱为食品分析工作者提供从无需衍生、柱前衍生到柱后衍生全方位的黄曲霉毒素检测方案，双三元液相色谱兼容分析与衍生双重功能，极大提高前处理和分析效率，也充分节省了实验室空间。 2 液相色谱三重四极杆质谱联用法测定实例 使用仪器：Thermo ScientificTM UltiMate 3000液相系统， ThermoScientificTM TSQ Endura 三重四极杆质谱系统。 色谱柱： Accucore色谱柱C18 (100 x2.1 mm， 2.6 um) 测试结果： 三重四极杆液质联用系统 LOD/LOQ Solvent[ug/kg] Wheat[ug/kg] Maize[ug/kg] Nivalenol 10/20 200/400 200/400 Deoxynivalenol 10/20 10/20 10/20 Deoxynivalenol-3-glucoside 5/10 20/100 100/200 Fusarenon X 15/20 20/100 20/100 3-Acetyl-deoxynivalenol 15/20 15/20 10/20 15-Acetyl-deoxynivalenol 15/20 20/100 20/100 Aflatoxin B. 0.04/0.2 0.1/0.4 0.2/0.4 Aflatoxin B， 0.09/0.3 0.6/0.6 0.3/0.6 Aflatoxin G. 0.1/0.2 0.2/0.4 0.4/1 Aflatoxin G， 0.6/0.9 0.9/1.2 1.2/6 Ochratoxin A 1/1.5 0.5/1 0.5/1 Zearalenone 1/2 1/1.5 1/1.5 Sterigmatocystin 0.2/0.5 Blank contam， 0.15/0.5 Fumonisin B. 1.5/5 2/5 Blank contam. Fumonisin B， 1.5/5 1./1.5 Blank contam. HT-2 toxin 0.5/1 1/1.5 0.5/1 T-2 toxin 0.5/1 0.5/1 0.5/1 图4.小麦基质中提取离子流图 图 5. Aflatoxin B1 LOD( 0.04 pg/kg)对应谱图 该方法适用于谷物和谷类食品中17种真菌毒素的分析。此方法简单快速， LOD/LOQ及线性范围均可满足法规要求。 样品分析：重金属及矿物质元素 食品中重金属和矿物质元素与人体健康息息相关，赛默飞提供完整的 AAS、ICP-OES、ICP-MS 及高分辨 ICPMS等元素分析解决方案。元素如砷和铬等对人体毒性危害通常取决于其存在价态或形态。例如，无机砷对健康的危害较大，而有机砷的毒性却非常小。靠单纯的光谱分析技术是无法有效确定其价态和形态。赛默飞独具特色的液相/离子色谱与ICP-MS 联用技术，完全有效分离食品中元素不同价态、形态，为消费者提供切实有效的食品安全保障! 1 联用技术应用于元素形态、价态分析 iCAP RQ ICP-MS 具有双四极杆结构，轻松进行灵敏、快速、高通量和多元素的同时检测。优异的性能参数和基体耐受性；多种干扰去除手段确保检测灵敏度；操作方便 Dionex ICS 5000* HPIC 高压离子色谱系统，提高分析效率，利用高容量色谱柱，实现优异的分离 IC-ICP-MS联用系统 ICP-MS分析奶粉难点：高含量的K、Na、Ca、Mg 等主量元素和低含量的 Pb、Hg、TI痕量元素同时分析，干扰较大。 使用 KED 模式分析全部元素，高分辨率模式分析主量元素K、Ca、Mg，有效消除干扰，准确度良好。 图6.食品中10种砷形态分析 婴儿配方奶粉中的重金属及矿物质元素分析 元素ppm Co Cs Cu Fe Mn Cr Pb As Se Sr Zn 参考值 0.03 0.034 0.51 7.8 0.51 0.39 0.07 0.031 0.11 5.3 34 不确定度 0.007 0.005 0.13 1.3 0.17 0.04 0.02 0.007 0.03 0.6 2 测定值 0.04 0.029 0.504 8.9 0.503 0.41 0.08 0.032 0.117 4.9 32.4 检出限 0.004 0.003 0.01 0.09 0.008 0.003 0.002 0.003 0.008 0.001 0.05 近年来，食品假冒和掺假屡见报道，但普通消费者很难辨别产品的真伪。而通过实施食品溯源，可以杜绝假冒伪劣产品，保障消费者利益。赛默飞基于质谱技术的食品组学工作流程，可为您辨真伪、溯来源，控质量，保障食品真实性。 Delta V Advantage 同位素比质谱仪 Q Exactive 系列高分辨质谱仪 Fusion 系列三合一高分辨质量仪 蜂蜜掺假的鉴定 植物光合作用中 C3 和 C4两种代谢途径的产物的81℃值有较大的差异。利用这个差异，通过EA-IRMS测定蜂蜜的81C值能够鉴别蜂蜜(主要含C3植物糖)中是否掺入了C4 植物糖浆(如玉米糖浆)。但是这种方法只能判定掺入较高含量 C4 植物糖浆的蜂蜜，对于更低含量的掺假以及最近出的掺入C3 植物糖浆(如大米糖浆、甜菜糖浆)的掺假判定存在缺陷。通过元素分析-同位素质谱法EA-IRMS，结合液相色谱-同位素质谱法LC-IRMS 可以分离蜂蜜中的糖份，判定蜂蜜C3糖掺假。 2 红酒产区鉴定 不同产区红酒的风味和价值不经相同，基于Thermo ScientificTM OrbitrapTM高分辨质谱技术结合组学分析软件Compound Discoverer 2.0可以对不同产品的红酒进行区分，并对智能鉴定各个产品红酒的标记物。利用该分析流程，可以推广到食品组学研究领域更广范围的品种鉴别、产地溯源、质量控制等各个研究方向。 图7.不同产区红酒样品 PCA分析图 3 肉类掺假分析 自从2013年欧盟“马肉风波”之后，中国肉类掺假的现象也屡见报道，进一步加深了人们对肉类真实性的担忧。这种非标明的添加，极大的扰乱的市场次序，影响相关宗教人士、特殊风俗与部分肉类禁食人士的情感与健康，也带来了潜在致病性和疾病控制的难题。随着生物质谱技术的成熟，大规模的定性和定量研究蛋白表达谱的技术已经很成熟。因此，利用质谱技术寻找不同肉类样品特征性蛋白或者多肽，并进行定量，能够避免现在常用的PCR技术和 ELISA 所面临的种种问题，其优点包括：不受食品加工的过程影响，因为氨基酸序列比核酸序列在加工过程中更容易保存；同时实现定性与定量，避免假阳性且定量结果更加准确可靠；能够同时监测多种添假。 图8.肉类掺假分析流程图 数据管理和分析报告 卓越的软件帮助您的实验室掌控食品安全的未来 要保证食品企业的良好运行，不仅需要实验室里优良的实验设备，还要考虑如何将这些从原料入厂到成品出厂过程中的质控手段如何有效地管理起来，做到合规、高效。赛默飞为您的实验室打造完善、高效的实验室数据管理系统，全面提高您的实验室的合规能力和生产效率。 Chromeleon CDS Software TraceFinderwThe Power to KnowTraceFinderTM软件 Compound DiscovererTM软件 ThermoFisherSCIENTIFICThe world leader in serving science 食品安全 范畴涉及的对农兽残，重金属元素的分析是我们对食品的最基本的要求。同时，我们也需要对食品质量进行更好地控制，杜绝食品添加剂的超限量和超范围内使用，确保营养成分的合理添加。在此之上，由于经济利益的驱动，全球范围内的食品掺假，以次充好等问题也层出不穷。对食品科学的研究可以助力于食品掺假分析、食品溯源分析、食品种类鉴别，去伪存真，还原食品真实的模样。赛默飞为食品安全提供全流程的解决方案，但不仅仅是食品安全。我们为您一网打尽从食品质量控制，到食品 安全保障，再到食品 科学研究 的“三位一体”整体解决方案。性能卓越的仪器 + 快速优质的服务，赛默飞为您在食品生产、检测和研发等各个环节保驾护航。