質譜法開發及食品安全應用

　　2015年10月17日，第二屆全國質譜分析學術報告會在浙江大學紫荊港校區體育館盛大開幕，在5位院士的精彩報告后，多位學者做了高水平的大會報告。

臺灣中山大學謝建臺教授：多功能大氣質譜(原位質譜)法的開發及其在食安快篩及包材成分分析的應用

　　臺灣中山大學謝建臺教授做題為《多功能大氣(原位)質譜法的開發及其在食安快篩及包材成分分析的應用》的報告。謝教授首先指出食品安全問題的重要性：臺灣十大死因中，癌癥居第一位，而大腸癌的死亡人數及發生率，更居癌癥中第一位。質譜儀可檢測不同樣品內各種微量化學物質，但分析廠需要花費較長時間，在食品危機事件發生時，需要快速、準確、靈敏的分析方法及儀器。謝教授提出的解決方式就是：大氣（原位）質譜儀（AMS）。AMS在常溫常壓下操作，技術本身已具有取樣、脫附、敞開式離子化等功能，分析時間相當短（數秒或數分鐘）且有效，并可對大量樣品實現高通量分析。

　　但現有AMS（ELDI、DART、DESI）面臨的問題是：（1）分析時須將樣品置于敞開式離子源內，樣品若尺寸過大，固定物件或具有不規則形狀，則需破壞切割成小塊后，才能進行分析。（2）敞開環境下，不能把分析物離子完全導入質譜內，難以對樣品定量；（3）進行現場檢測時因無法預知樣品濃度，常有記憶效應；（4）現有AMS檢出限多為ppm，不能達到ppb。

　　謝教授課題組的解決方案是TD-ESI/MS：以探針取樣；在封閉空間下進行熱脫附（TD）、結合ESI分析；檢測和獲得譜圖；以火焰迅速將殘余樣品燒掉，這樣完成一個樣品分析的過程僅需10-15秒。該法適合分析具有熱穩定性的小分子，m/z<1,000 Da。比如用探針靠近樣品表面取樣，將探針送入熱脫附裝置內（在ESI噴針和質譜入口之間，加熱至300℃），脫附后的樣品由一氣流送入ESI內。樣品無尺寸形狀限制，可以用多只探針，同時分別取樣，再收回分析，這樣一天可完成1000個樣品的分析。而半封閉式的TD-ESI源適于進行定量分析。分析完后只需3秒鐘，即可將殘存樣品以高溫火焰燒掉。課題組發展了該技術和賽默飛、安捷倫、SCIEX、Bruker質譜的接口。實驗證明，TD-EAI/MS技術重復性：10針進樣液體樣品約9.6%、固體樣品<15%；靈敏度和線性范圍（如20-500ppb）良好，檢出限為ppm-100ppb，取決于樣品的基質效應、分析物的ESI效率，熱穩定性及揮發性。TD-ESI/MS可用于食品安全、環境污染監測、國土安全、刑偵法醫等領域，比如15秒檢測蔬果表面的農殘，檢測食品及醬料內防腐劑，檢測市售成藥內的活性組成，區分天然和人工合成的山葵，檢測食品中塑化劑，區分紅酒和白酒，區分天然及化學配置的紅酒。在酒類區分中，檢測后加上PCA主成分分析。食用油快速鑒別的應用還可區分食用油和非食用油，區分橄欖油、大豆油、各種植物油、動物油、奶油、棕櫚油等各種不同油品，比如市場上各家方便面油包、薯條、薯片、沙茶醬、自助餐便當中的油品。TD-ESI/MS甚至可以PCA區分不同比例混合的油品。如何消除來自于樣品的基質效應，并提高TD-ESI/MS的靈敏度到ppb的水平？可用固相微萃取（SPME）纖維作為TD-ESI/MS的取樣探針（SPME-TD-ESI/MS），可將SPME纖維插入液體也可在液體上方頂空萃取，靈敏度增加1000-10000倍，比如壬基酚檢測限達500ppt，雙酚A達1ppb。

　　謝教授還介紹了CW LD-APCI/MS（連續式激光大氣壓化學電離質譜法），在ESI/APCI復合源上加入一道穩定的激光，搭建進樣系統。把樣品剪成小片，金屬探針取樣后點在采樣系統上（3秒）后分析，最后仍然燒掉所有殘余樣品，總分析時間 <30秒。舉例分析塑料制品中的各種聚合物。謝教授還介紹了課題組設計的移動式大氣質譜儀（MAMS），并認為移動現場檢測非常重要。