▐ 過敏原檢測

食物過敏是一種常見的公共衛生和食品安全問題，影響約 5% 的成人和 8% 的兒童。敏感人群對食物過敏原的閾值較低，這意味著低攝入量可能會導致嚴重的過敏反應。

最近中國農業大學的 Wu Yige 等人，用同位素標記的 L-Arginine-13C₆,15N₄ 和 L-Lysine-13C₆,15N₂，巧妙的結合 SILAC 技術，培養了同位素標記的蝦過敏原原肌球蛋白 (TM-1)，以其作為內標，運用 UPLC-MS/MS 準確定量檢測了復雜食品基質中的蝦過敏原肌球蛋白含量，定量限為 1-10 μg/g[2]。

圖 1.  實驗流程圖^[2]。

該方法成功應用于實際樣品中的原肌球蛋白的準確定量，為食品的安全問題提供了有力保障。

▐ 兔肉加工食品的蛋白質定量

兔肉蛋白具有很高的營養價值，瘦兔肉已被推廣為牛肉和豬肉的健康替代品，但是對已經深度加工的食品，如何確認食品中的兔肝和肉組織的含量是否符合食品的要求呢？

Stachniuk A等人使用兩種兔骨骼肌特異性肽 (SSVFVADPK和PHSHPALTPEQK)、三種兔肝組織特異性肽 (FNLEALVTHTLPFEK、AILNYVANK和TELAEPTSTR) 以及一種同時特異于兔內臟和骨骼肌組織的肽（AFFGHYLYEVAR）作為特異性同位素標記的多肽[3]。

 

圖 2. LC-TQ-MS/MS 譜圖^[3]。 

(A) 在純兔骨骼肌和肝臟中檢測到六種兔特異性肽。(B) 樣品中檢測到的同位素標記肽。綠色：圖骨骼肌特異性肽；紅色：兔肝特異性肽；藍色：兔骨骼肌和肝臟特異性肽；黑色：同位素標記肽.

這些特異性同位素標記的多肽被用于絕對定量兔肝和肉組織中的特異性肽，以驗證食品中的兔肉和肝的組成是否符合產品含量。通過這種方法，成功解決了在高度加工的食品產品中對兔肝和肉組織進行特異性鑒定和定量的問題。
▐ 紅酒中農藥殘留的檢測

為提高農業生產量，種植過程中使用農藥是不可避免的。由于農產品的基質復雜，同時基于農藥殘留痕量分析的要求。近年來應用同位素做內標質譜法檢測食品中的農藥殘留，提高了農藥殘留的檢測限和精確度。

圖 3. ６ 種同位素內標 (１０ μｇ/Ｌ) 的選擇離子圖^[4]。 

A.Carbendazim-d₄; B. Imidacloprid-d₄; C. Pyrimethanil-d₅; D. Tebuconazole-d₆; E. Methoxyfenozide-d₉; F. Chlorpyrifos-d₁₀
 

陳達煒等人用同位素標記的Carbendazim-d₄、Imidacloprid-d₄、Pyrimethanil-d₅、Tebuconazole-d₆、Methoxyfenozide-d₉、Chlorpyrifos-d₁₀  為內標進行內標法定量，建立了一種快速有效監測紅葡萄酒中 18 種農藥殘留的有效方法，有效地降低了樣品基質影響所帶來的誤差，提高了檢測的準確性和重現性，適用于不同紅葡萄酒中農藥多殘留的快速定性篩查和定量檢測，確保紅葡萄酒的食用安全[4]。

▐ 食品接觸材料及添加劑殘留檢測

此外，對食品接觸材料及其添加劑的定量檢測也極其重要，其可能會遷移至食品中，如塑料的殘留會會對人體產生慢性毒性。

Emmanouil D. Tsochatzis 等人用 GC-MS/MS 法定量測定了液態食品模擬劑中 75 種食品級接觸材料殘留的含量，應用穩定同位素化合物做內標，如 DEHP-d₄ 、BBP-d₄ 、DBP-d₄ 等 8 個同位素內標品，定量檢測出食品接觸材料的殘留量，該方法操作簡單、靈敏、快速且樣品制備簡單，該方法符合歐盟對食品接觸材料的遷移檢測殘留規定[5]。

 

探索人體血液中藥物濃度安全范圍，利用血藥濃度來調整給藥劑量，可減少用藥盲目性，使藥物在患者體內發揮最佳療效，達到提高療效和減少不良反應的目的，最終實現個體化用藥，精準用藥。

穩定同位素標記物因其高靈敏度和無基質效應而成為質譜檢測血藥濃度內標定量的金標準[6][7]。

圖 4. 同位素內標品結構。 

Al Shirity ZN 等人用 21 種穩定同位素激酶抑制劑內標定量（如 Gefitinib-d₈， Dasatinib-d₈，Ceritinib-d₇，Osimertinibe-13C, d₃等），開發了一種快速其有效的 LC-MS/MS 分析方法，該方法可同時用于定量人血漿和血清中 21 種激酶抑制劑，用于治療藥物檢測。且該方法與 FDA 和 EMA 的線性、選擇性、殘留、準確度、精密度、稀釋完整性、基質效應、回收率和穩定性均一致。經評估，該方法可適用于臨床實踐中的常規分析[8]。

圖 5. 用于定量人血漿和血清中激酶抑制劑的 LC-MS/MS 參數^[4]。

包括保留時間、前體和產物離子 m/z、碰撞能量和最小停留時間。 
 

 

▐ 除草劑的室內污染

草甘膦（Glyphosate，NA）是一種廣譜、非選擇性、合成的通用除草劑, 自 1970 年以來在世界范圍內廣泛使用, 同時也導致了室外空氣和土壤的污染。

Saurat D, 等人首次評估了草甘膦及其代謝物在法國室內家庭中的粉塵污染情況，采用了一種新的 HILIC-MS/MS 質譜檢測方法，且運用了 Glyphosate-13C₂,15N  等同位素內標品定量，測定室內粉塵中草甘膦 (NA)、氨基甲基膦酸(Aminomethyl) phosphonic acid，AMPA；草甘膦降解時的主要代謝物）和草銨膦等極性農藥最低限為 25 ng/g，該檢測限度解決了關于人類通過非飲食攝入室內灰塵而暴露于草甘膦的室內污染問題[9]。

圖 6. 實驗總同位素內標品及其儀器檢測參數。 

 

▐ 畜肉中獸藥殘留的檢測

不合理使用和濫用獸藥會造成動物性食品中獸藥殘留超標，可能對人體產生急、慢性毒性作用。同位素內標可有效抵消基質效應和前處理過程中的操作損失，可用 LC-MS、LC-MS/MS 等快速、準確的檢測出食品中獸藥殘留，成為目前食品中獸藥檢測的首選方法。

董潔瓊等人用超高液相色譜-串聯質譜法測定了畜肉中的 14 種 β-受體激動劑，其中用 6 個同位素做內標品 (如 Clenbuterol-d9、Salbutamol-d₃ 、Ractopamine-d₃、Cimaterol-d₇、Terbutaline-d₉ 和 Clorprenaline-d₆)，不但減少了樣品檢測時的基質效應，定量檢測結果與國標方法接近，此方法準確可靠，且簡單快捷，重復性好，準確度高，溶劑消耗量少，也適合批量樣品中 β-受體激動劑殘留量的檢測[10]。

 

鄰苯二甲酸酯（Phthalate Esters，PAEs）是一種高產量化學品，作為商業增塑劑廣泛用于制造和加工塑料（如食品包裝、玩具、醫療器械及個人護理等）各個行業。據報道，PAEs 不與聚合物共價結合，很容易釋放并進入環境，土壤、水、室內空氣、灰塵及紡織品等多種環境基質中均可檢測到。
寧波大學海洋學院的 Shi QQ 等人采用氣相色譜-三重四級桿質譜建立了一種靈敏、穩健、高效的可以檢測水生生物和海水中的 13 種鄰苯二甲酸單酯 (MPAEs)，該方法采用穩定同位素鄰苯二甲酸單酯做內標品 (如鄰苯二甲酸二甲酯（MMP-d₄) 鄰苯二甲酸單乙酯（MEP-d₄）等)，其檢測限為 0.07 至 0.88 μg/kg 和 0.04-1.96 ng/L (濕重)[11]。

圖 7. 寧波市水產品市場不同水生物中鄰苯二甲酸單烷基酯的組成^[11]。

該方法成功應用于海洋中的實際樣品檢測中。基于該方法，對水生生物和海水養殖環境中 MPAEs 和母體 PAEs 聯合暴露的健康和生態風險進行了創新性評估，這對于研究 MPAEs 在水生生物和海水養殖環境中的遷移轉化和人類健康和生態風險具有重要意義[11]。

 

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參考文獻

[1] Ulvik A, Ueland PM, et al. Quantifying Precisi on Loss in Targeted Metabolomics Based on Mass Spectrometry and Nonmatching Internal Standards. Anal Chem. 2021 Jun 1; 93 (21):7616-7624.

[2] Wu Y, Yao K, Yang Y, Wu X, Zhang J, Jin Y, Xing Y, Niu Y, Jiang Q, Dai C, Wang Y, Li H, Shao B. A SILAC-based accurate quantification of shrimp allergen tropomyosin in complex food matrices using UPLC-MS/MS. Food Chem. 2024 May 1;439:138170.

[3] Stachniuk A, Trzpil A, Czeczko R, Nowicki Ł, Ziomkowska M, Fornal E. Absolute quantification of targeted rabbit liver- and meat tissue-specific peptide markers in highly processed food products. Food Chem. 2024 Apr 16; 438:138069.

[4] Chen D, Lü B, Ding H, Zou J, Yang X, Zhao Y, Miao H. [Determination of 18 pesticide residues in red wine by ultra high performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry with isotope dilution technique]. Se Pu. 2014 May;32(5):485-92. Chinese.

[5] Tsochatzis ED, Lopes JA, Gika H, Dalsgaard TK, Theodoridis G. A fast SALLE GC-MS/MS multi-analyte method for the determination of 75 food packaging substances in food simulants. Food Chem. 2021 Nov 1; 361:129998.

[6] Schmidt C. First deuterated drug approved. Nat Biotechnol. 2017 Jun 7;35(6):493-494.

[7] Pirali T, Serafini M, Cargnin S, Genazzani AA. Applications of Deuterium in Medicinal Chemistry. J Med Chem. 2019 Jun 13;62(11):5276-5297.

[8] Al Shirity ZN, et al. Validation of an LC-MS/MS assay for rapid and simultaneous quantification of 21 kinase inhibitors in human plasma and serum for therapeutic drug monitoring. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2023 Sep 1;1229:123872.

[9] Saurat D, et al. Determination of glyphosate and AMPA in indoor settled dust by hydrophilic interaction liquid chromatography with tandem mass spectrometry and implications for human exposure. J Hazard Mater. 2023 Mar 15;446:130654.

[10] Dong J, et al. Determination of 14 β-agonists in animal meat by ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Se Pu. 2023 Dec; 41(12):1106-1114. Chinese.

[11] Shi QQ, et al. High-throughput analytical methodology of monoalkyl phthalate esters and the composite risk assessment with their parent phthalate esters in aquatic organisms and seawater. J Hazard Mater. 2024 Mar 5;465:133186.