為了保證食物供應鏈的安全性和全球健康風險管理的有效性，對食品和農產品中化學物質殘留水平進行精確的檢測是非常必要的。而化學物質的殘留分析要求檢測技術具有足夠高的靈敏度，能夠在污染物的最大檢出限（MRL）或最大檢出限水平以下從給定樣品中檢出被污染物并對其進行定量。另外，因為食品安全相關規定日益嚴格，所要檢測的樣品數量也在不斷增大，因此分析技術是否具備高通量處理樣品的能力也是非常關鍵的。
孔雀石綠（MG）是一種三苯甲烷類人工合成有機化合物，既是染料，也是高效殺菌劑，而且價格低廉。因此它在水產養殖過程中被廣泛使用，特別是在亞洲地區。
孔雀石綠（MG）在代謝過程中降解成無色孔雀石綠（LMG），研究發現：無色孔雀石綠在含脂肪的魚的器官中會發生累積現象，因為人們在已經檢測不到孔雀石綠的樣品中仍然會發現無色孔雀石綠的殘留。而研究證明，無論是孔雀石綠還是無色孔雀石綠，都有潛在的致癌活性。因此，在許多國家，包括美國、加拿大和歐盟，孔雀石綠已經被禁止作為獸用藥在水產養殖業使用。魚肉中有關孔雀石綠和無色孔雀石綠的殘留總量的最低允許限量（MRPL）為2μg/kg（ppb）。
圖1. 孔雀石綠、無色孔雀石綠的化學結構式。
圖2. 環丙沙星的化學結構式。
環丙沙星是一種廣譜性抗菌素（化學結構式見圖 2），屬于氟喹諾酮家族的成員之一。氟喹諾酮類是近年來人工合成的一系列新型殺菌性抗菌藥物，因其抗菌譜廣、抗菌活性強等特點而廣泛應用于畜禽飼養業和水產養殖業的多種感染性疾病的防治當中。然而，食品中氟喹諾酮類殘留會誘導人類致病菌產生耐藥性。因此，隨著氟喹諾酮類藥物在動物源性食品中的廣泛應用，其殘留問題越來越引起社會各界的廣泛關注和有關部門的高度重視。FDA禁止動物食品中氟喹啉的超標使用。歐盟法規規定氟喹諾酮類藥物恩諾沙星及其代謝產物環丙沙星的總量在所有生產食品的動物肌肉和豬肝臟中的最大殘留限（MRLs）分別為100μg/kg（ppb）和200μg/kg（ppb）。
四環素是一種聚酮類抗生素，它對一些革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌具有高效作用（化學結構式見圖3）。和其他獸用抗生素一樣，四環素用于食用動物后，在動物體內和畜禽產品中會有殘留現象，殘留的四環素同樣會使得人們對這些藥物的耐藥性提高。歐盟獸藥殘留也對此作了相關規定，四環素在所有生產食品的動物肌肉和豬肝臟中最大殘留限（MRLs） 分別為100μg/kg（ppb）和300μg/kg（ppb）。
圖3. 四環素的化學結構式。
Thermo Fisher Scientific 針對以上殘留檢測需求提出了相應的解決方案——Aria TLX系統，該系統將Turbo Flow 技術與TSQ Quantum Access質譜技術完美結合在一起。它為LC-MS/MS質譜配置了在線樣品提取功能，與傳統的脫機提取方法相比，該方法進行食品中化學物質殘留分析更快捷，更可靠。Turbo Flow 技術通過擴散溶解、尺寸排阻、柱層析技術將蛋白等一些大分子物質濾掉，將小分子保留。工作人員可以直接注射檢測樣品進入LC-MS系統進行分析，大大簡化了樣品制備過程，并提高了檢測通量。
實驗過程
1．樣品制備
乙腈提取法：蝦（具頭）、羅非魚和豬肝臟分別各稱取3~4g，與30ml乙腈充分混勻，室溫放置10min，上層液體被移入到0.22μm的微孔離心管中，10?000rpm離心10min，轉移上清到50ml玻璃閃爍瓶中，即為制備的樣品。該樣品制備過程總共需要25min。
圖4. 豬肝臟中500 ng/kg （ppt）四環素的檢測。
標準溶液配制：1mg/L的孔雀石綠、無色孔雀石綠、環丙沙星、四環素混合溶液為儲存溶液，用甲醇將之稀釋到0.1mg/ml（1000μg/ml）。標準溶液是通過梯度稀釋的方法將儲存溶液稀釋到合適濃度并加入到3個已制備樣品中，其濃度范圍為10μg/kg～5ng/kg。
以上總的樣品制備過程大致需要30~40min。
2.Turbo Flow方法
Aria TLX-1系統（Thermo Fisher Scientific，Franklin，MA）：多柱模塊（MCM）允許6根上樣柱和6根分析柱一次性檢測，使得方法開發更為容易。首先，上樣柱能使得每一種分析物都達到高的回收率。由于所有的被分析物都溶解在一種儲存溶液中，運行所需時間就被最大程度地縮短了。所選擇的分析柱也具有高分離性能。Aria TLX Turbo Flow方法所需的運行時間少于6min。
圖5. 兩種方法所得的標準曲線。
3.MS條件
TSQ Quantum Access三重四極桿質譜儀（Thermo Fisher Scientific，San Jose，CA） MS條件如表2所示。
結果討論
在該研究中，多種食物基質中的環丙沙星、四環素、孔雀石綠、無色孔雀石綠都可以同時被檢出。
LC-MS/MS 在進行化學物質的殘留分析之前，需要進行大量樣品預處理，而此過程是費時費力的。帶有Turbo Flow技術的Aria TLX系統可以消除冗長的樣品預處理步驟。該研究中每個樣品只需要進行一次離心去除顆粒狀雜質即可直接進樣，省去了樣品預處理中大多數費時的步驟，它不僅提高了樣品處理的通量，還減小了由于操作步驟中的錯誤和可變因素而帶來的誤差。
Aria TLX系統的分析軟件在一個單獨的系統中HPLC和Turbo Flow方法都可運行，所需要的操作僅僅只是注射樣品，其余的事情都由分析軟件完成。為了評價一個標準的HPLC和Turbo Flow方法在性能上的差異，本研究中提取的每一個樣品都分別用兩種方法進行了分析。兩者的不同在于：標準的HPLC 方法中，樣品僅通過分析柱。Turbo Flow方法中，樣品既通過Turbo Flow上樣柱又通過分析柱。圖4給出了兩種方法分析被500 ng/kg（ppt）四環素污染的豬肝臟的檢測結果。從圖上可以看出：Turbo Flow法檢測譜圖中已經沒有了在標準的HPLC檢測譜圖中出現的干擾峰。而且Turbo Flow技術中渦流的特點也成功地去除了導致離子抑制的基質干擾。
通過峰面積法對豬肝臟中的環丙沙星進行定量，分別得到兩種方法所測結果的標準曲線（見圖5）。同時根據以上結果分別計算出兩種方法的定量限（LOD）、相對標準偏差（RSD%）、R2等參數，詳情請見表3。從表3中可以看出Turbo Flow法檢測的結果有優異的R2值，在給定的濃度檢測范圍內，R2值都大于0.99。TLX系統檢測結果相比標準的HPLC結果，各個方面都有明顯改善。
通過對表3中魚、蝦和豬肝臟提取物中環丙沙星、孔雀石綠、無色孔雀石綠和四環素的檢測結果的比較分析可以看出，LC-MS/MS配置的Turbo Flow在線提取法進行分析所得的定量限（LOQs）明顯優于標準HPLC方法所獲得的定量限（LOQs）。檢測限的提高緣于在Aria TLX系統中內源性組織的污染消除和離子抑制效應的降低。
結論
Aria TLX-1系統與TSQ Quantum Access質譜聯用進行食物樣品中獸藥殘留的定量檢測，靈敏度高、分析時間短、可靠性強。Turbo Flow方法允許樣品直接進樣，大大減少了樣品預處理的步驟。相比傳統離線進行樣品預處理的方法來說，分析所需要的總時間大大縮短。另外，與標準的HPLC方法相比，Aria TLX-1系統有效降低了離子抑制和基質效應。