簡介
伏馬毒素 (FUM) 是一種強毒性真菌毒素,普遍存在于玉米、小 麥、大米等糧食作物中,對動物和人的健康有很大的潛在危害[1]。 1993 年,伏馬毒素被世界衛生組織的癌癥研究機構劃定為 2B 類 致癌物(即人類可能致癌物)[2]。 目前發現的伏馬毒素有 FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、 FC2、FC3、FC4 和 FP1 等 11 種,其中主要組分為 FB1,已成 為繼黃曲霉毒素之后的又一研究熱點。目前,我國對伏馬毒素尚 無明確的*規定,但許多組織、已對伏馬毒素制訂了限 量標準。歐盟對伏馬毒素(FB1 和 FB2)的總量規定玉米中* 為 4 mg/kg[3];瑞士規定人類食物中伏馬毒素*為 1 mg/kg[4]; 美國 FDA 規定以玉米為原料的食品中 FB 的大*為 2–4 mg/kg, 動物食品為 5–100 mg/kg[5]。 我國頒布的食品安全標準中,伏馬毒素的液相色譜檢測方法 包括柱后衍生和柱前衍生兩種[3]。柱后衍生方法分析時間較長, 且儀器配置除了一臺液相色譜外,還需要一套柱后衍生系統。而 柱前衍生方法步驟又非常繁瑣,需要先用移液器分別移取 100 µL 樣品和衍生試劑,再加入樣品瓶渦旋約 30 秒,并在 2 分鐘內進 樣分析,整個衍生時間需要人為控制。而且,為了保證衍生反應 時間一致,必須完成一針進樣后才能做下一個樣品前處理,整個 過程需要操作人員全程值守。 本方法在《GB5009.240-2016 食品安全標準 食品中伏馬毒 素的測定》[6] 中規定的柱前衍生方案的基礎上,運用 Agilent 1260 Infinity II 液相色譜系統的程序進樣功能,開發出一種自動化柱前 衍生的高通量快速分析方法。該方法無需額外配置設備,無需人 員值守,具有良好的重現性,而且定量限和檢測限指標* 各項主要法規的要求。
實驗部分
儀器和設備
Agilent 1260 Infinity II 液相色譜系統,配備如下安捷倫組件:
– Agilent 1260 Infinity II 四元泵(部件號 G7111B)
– Agilent 1260 Infinity 標準自動進樣器(部件號 G7129B)
– Agilent 1260 Infinity 柱溫箱(部件號 G7116A)
– Agilent 1260 Infinity 熒光檢測器(部件號 G7121B),配備標準檢 測池 (8 µL)
標樣配制
將伏馬毒素 FB1 和 FB2 標準混合儲備液用乙腈/水 (50%/50%) 逐級 稀釋為 2500、500、250、125、75、25 和 10 ng/mL,分別對應 于濃度級別 7、6、5、4、3、2、1。
表 1. 標樣配制
自動衍生步驟
硼砂溶液和衍生試劑參照《食品安全標準 食品中伏馬毒素的 測定》中第三法的規定進行配制。 硼砂溶液 (0.1 mol/L):稱取硼砂 3.8 g,用水溶解并稀釋至 100 mL,混合均勻。取該溶液 1 mL 置于 2 mL 樣品瓶中,放在 自動進樣器的 P1-A1 位置。
衍生試劑:準確稱取 40 mg 鄰苯二甲醛,溶于 1 mL 甲醇中,用 5 mL 硼砂溶液進行稀釋,并加入 50 μL 2-巰基乙醇,混合均勻。 取該溶液 100 μL 置于 250 μL 內插管中,然后將內插管放入 2 mL 棕色樣品瓶中,放在自動進樣器的 P1-A2 位置。剩余衍生試劑放 入 –20 °C 冰箱中冷藏,1 周內使用未發現異常。
表 2. 自動衍生方法設置
色譜條件
色譜柱 | Zorbax RRHD Plus C18, 3.0 × 50 mm, 1.8 μm |
柱溫 | 40 ºC |
進樣量 | 4 μL(自動進樣器自動衍生) |
流動相 | A 相:10 mmol/L KH2PO4,pH 2.3(H3PO4 調節) B 相:MeOH/ACN (50%/50%) |
流速 | 0.8 mL/min |
熒光檢測器 | 激發波長:335;發射波長:440;PMT 增益:12;采樣頻率:9.26 Hz |
剃度時間表 | 時間(min) B% 0 50 3 70 6 70 6.1 50 9 50 |
結果與討論
使用上述方法對伏馬毒素 FB1 和 FB2 標準樣品進行分析,第 5 級 濃度的標準樣品分析結果如圖 1 所示。結果表明,采用 Plus C18 超短色譜柱對衍生產物進行分離,能夠在 9 min 內獲得良好 的分離效果,分離時間較標準方法所需的 16 min 縮短了近 一半。
圖 1. 250 ng/mL 伏馬毒素標準樣品中 FB1 和 FB2 的分離結果
峰面積和保留時間重現性考察
對第 3 級濃度 (75 ng/mL) 的伏馬毒素標樣進行 5 次重復分析,以 考察峰面積和保留時間的重現性。結果顯示 FB1 和 FB2 的保留時 間 RSD% 均小于 0.2%,且峰面積 RSD% 均小于 1.1%,滿足 標準中兩次獨立測定結果的差值不超過算數平均值 20% 的要求, 具體結果見表 3。之所以能夠獲得良好的峰面積重現性,主要是 由于自動化柱前衍生過程中涉及的樣品和溶劑的量取均采用高精 度計量泵來實施。而且,整個衍生反應流程一致,時間恒定,從 而使得衍生效果穩定,定量結果可靠。
表 3. FB1 和 FB2 的保留時間和峰面積重現性 (n = 5)
線性范圍考察
依次將不同濃度的標準樣品按濃度從低到高進樣,每個濃度點進 樣三次,以濃度為橫坐標、每個濃度下 FB1 和 FB2 峰面積的平均 值為縱坐標繪制標準曲線,結果如圖 2 所示。無論是在低濃度范 圍 (10–500 ng/mL) 還是在高濃度范圍 (10–2500 ng/mL),FB1 和 FB2 均獲得了良好的線性相關性,相關系數均大于 0.9999。
圖 2. FB1 和 FB2 的低濃度范圍(10–500 ng/mL,A 和 C)和高濃度范圍(10–2500 ng/mL,B 和 D)標準曲線
靈敏度考察
對第 1 級濃度 (10 ng/mL) 的標樣進樣分析以考察方法的靈敏度。結果如圖 3 所示。在該濃度下,FB1 的信噪比為 94,FB2 的信 噪比為 143。由此推斷,FB1 和 FB2 的檢測限可達 300 pg/mL 左右,定量限可達 1 ng/mL 左右;而標準中指出,當稱樣量為 5 g 時,FB1、FB2 的檢測限分別為 17 μg/kg、8 μg/kg,定量限分別為 50 μg/kg、25 μg/kg。因此,本方法*標準方法 要求。
圖 3. 10 ng/mL 伏馬毒素標樣中 FB1 和 FB2 的分離結果
結論
本研究使用 Agilent 1260 Infinity II 液相色譜系統的程序進樣功 能,對伏馬毒素 FB1 和 FB2 進行自動衍生,可有效防止 FB1 和 FB2 衍生產物的降解。與標準方法相比,該方法可大幅提高 檢測效率,降低實驗室人工成本。并且該方法具有非常良好的靈 敏度、線性和重現性,檢測結果可靠,是一種非常適合于大批量 樣品高通量分析的方法。
參考文獻
1. W.J. Kong, et al. Analysis of fumonisins B1 and B2 in spices and aromatic and medicinal herbs by HPLC-FLD with on-line post-column derivatization and positive confirmation by LCMS/MS. Analyst, 2012, 137: 3166-3174
2. K. C.Piancentini, et al. Mycotoxin analysis of industrial beers from Brazil: The influence of fumonisin B1 and deoxynivalenol in beer quality. Food Chem. 2017, 218: 64-69
3. SENYUVA Hamide, et al. Determination of Fumonisins B1 and B2 in Corn by LC/MS with Immunoaffinity Column Cleanup: Interlaboratory Study. JOURNAL OF AOAC INTERNATIONAL 2010, 93, 611-621
4. Ildiko′Barna-Vetro′, et al. Development of a sensitive ELISA for the de termination of fumonisin B1 in cereals. J Agric Food Chem. 2000, 48, 2821- 2825
5. USFDA. Draft guidance for industry: fumonisin levels in human foods and animal feeds. 2006 6. GB5009. 240-2016 食品安全標準 食品中伏馬毒素的測定
來源:安捷倫科技有限公司
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