液相色谱技术检测天然毒素面临的挑战以及对策

　　张今朝

　　（商丘市产品质量检验检测研究中心，河南商丘 476000）

　　摘　要：本文分析了液相色谱技术检测天然毒素面临的挑战，并提出相应的对策与建议，旨在推动液相色谱技术在食品安全检测领域的广泛应用，提升食品安全监管水平，促进食品产业健康发展以及保障消费者的健康权益。

　　关键词：液相色谱技术；食品安全；天然毒素；挑战与对策

　　在众多食品安全隐患中，天然毒素尤为引人关注。这些天然存在于食品原料或加工过程中的有毒化合物，对人体具有潜在的或明显的危害作用。因此，准确、快速地检测食品中的天然毒素对于确保食品安全至关重要。液相色谱技术作为一种高效、灵敏的分析方法，在食品安全检测领域具有广泛的应用前景。该技术能够实现对复杂食品基质中多种有毒成分的有效分离和准确定量，为食品安全监管提供了有力的技术支持。然而，在实际应用过程中，液相色谱技术也面临着诸多挑战，如样品前处理的复杂性、毒素的多样性与低浓度、方法标准化与质量控制等。这些问题在一定程度上限制了液相色谱技术在食品安全检测中的更广泛应用。

　　1 液相色谱技术检测天然毒素的现状

　　液相色谱技术检测天然毒素已经得到了广泛的认可和应用。作为食品安全领域中一种重要的分析手段，液相色谱技术以其高分辨率、高灵敏度和良好的选择性，在天然毒素检测方面发挥着不可替代的作用。当前，液相色谱技术能够实现对多种天然毒素的准确检测，这些毒素包括但不限于黄曲霉素、赭曲霉素、玉米赤霉烯酮等。这些毒素广泛存在于谷物、坚果、果蔬等各类食品中，对人体健康构成了严重威胁[1]。液相色谱技术通过对食品样品中的有毒成分进行高效分离和准确定量，能够及时发现并控制食品中的天然毒素污染，从而保障消费者的健康权益。在实际应用中，液相色谱技术通常与质谱技术联用，形成液相色谱- 质谱联用技术，进一步提高了检测的准确性和可靠性。液相色谱- 质谱联用技术不仅能够提供毒素的定性信息，还能够实现多种毒素的同时检测，大大提高了检测效率。此外，随着色谱柱填料、流动相和检测器等技术的不断发展，液相色谱技术的分离效果和检测灵敏度也在不断提升，为天然毒素的痕量分析提供了有力支持。

　　2 液相色谱技术检测天然毒素面临的挑战

　　2.1 样品前处理的复杂性

　　食品基质的多样性和复杂性给液相色谱技术检测天然毒素带来了极大的挑战。不同食品中天然毒素的存在形式和含量差异较大，而且往往与食品中的其他成分共存，这给样品的前处理带来了很大困难。前处理过程中需要去除干扰物质、提高目标毒素的纯度，同时保证回收率和重复性，这对于确保分析方法的准确性和可靠性至关重要[2]。

　　2.2 毒素的多样性与低浓度

　　天然毒素种类繁多，化学性质各异，这对液相色谱技术的选择性和灵敏度提出了更高的要求。不同毒素之间可能存在相互干扰，影响准确定量。此外，许多天然毒素在食品中的含量极低，甚至达到痕量水平，这就要求液相色谱技术具备更高的灵敏度以实现准确检测。

　　2.3 标准化方法不统一

　　液相色谱技术在检测天然毒素方面尚未形成统一的标准方法。不同实验室可能采用不同的色谱条件、前处理方法和定量策略，导致检测结果存在一定的差异。这种缺乏标准化的现状给食品安全监管带来了困难，也影响了液相色谱技术在天然毒素检测中的广泛应用。因此，建立统一的分析方法和质量控制体系是当前亟待解决的问题。

　　2.4 仪器设备的限制

　　液相色谱技术的性能在很大程度上取决于仪器设备的性能。然而，现有仪器设备在分辨率、灵敏度、稳定性等方面仍存在一定的限制。例如，某些痕量毒素的检测可能受到基质干扰或仪器噪声的影响而无法准确测定。此外，随着新型毒素的不断发现和分析需求的不断提高，对仪器设备的性能也提出了更高的要求。因此，加强仪器设备的研发与维护是推动液相色谱技术在天然毒素检测领域发展的关键因素之一。

　　3 对策与建议

　　3.1 优化样品前处理技术

　　在液相色谱技术检测天然毒素的过程中，样品前处理是至关重要的一步。优化前处理方法不仅可以减少基质干扰，提高目标毒素的提取效率和纯度，还能确保分析结果的准确性和可靠性。针对不同的食品基质和毒素种类，需要开发高效、特异的样品前处理方法，并建立标准化的前处理流程。

　　以黄曲霉毒素检测为例，可以采用固相萃取结合免疫亲和层析的前处理方法[3]。①使用C18 固相萃取柱对样品溶液进行初步净化，去除大部分干扰物质。②使用黄曲霉毒素特异性抗体固定的免疫亲和柱对净化后的样品进行进一步处理，将黄曲霉毒素选择性地吸附在柱上。③使用甲醇等有机溶剂将黄曲霉毒素从柱上洗脱下来，并进行液相色谱分析。这种方法不仅提高了黄曲霉毒素的提取效率和纯度，还减少了基质干扰对分析结果的影响。

　　3.2 提高液相色谱分离效果

　　液相色谱技术的分离效果直接决定了天然毒素检测的准确性和可靠性。为了提高不同毒素之间的分离效果，需要从多个方面对色谱条件进行优化。

　　（1）色谱柱的填料类型和粒径大小对分离效果有着重要影响。对于天然毒素的检测，常用的色谱柱包括C18、C8 和硅胶等反相色谱柱，以及氨基、氰基等正相色谱柱。根据目标毒素的化学性质和样品基质的复杂性，选择合适的色谱柱类型可以提高分离效果。对于极性较强的毒素，可以选择正相色谱柱进行分离；而对于非极性或弱极性的毒素，则可以选择反相色谱柱。

　　（2）流动相的组成应根据目标毒素的溶解性、极性和稳定性等因素进行选择。常用的流动相包括甲醇、乙腈、水等单一溶剂或它们的混合物。通过调整流动相的比例和添加适量的酸、碱或盐等添加剂，可以改善峰形、提高分离度和灵敏度。梯度洗脱程序的设计应根据目标毒素的保留时间和样品基质的复杂性进行优化，以实现不同毒素之间的有效分离。

　　（3）随着材料科学的不断发展，新型固定相和流动相材料的出现为液相色谱技术提供了更多的选择。超高效液相色谱技术采用了亚2 μm 的填料粒径，大大提高了色谱柱的分离效率和能力；二维液相色谱则通过组合不同性质的色谱柱和流动相，实现了复杂样品中多种组分的有效分离[4]。

　　（4）为了实现多毒素的同时检测，可以通过选择合适的检测波长或使用多通道检测器来提高检测效率。不同毒素在紫外- 可见光区或荧光区的吸收或发射光谱可能存在差异，因此可以选择合适的检测波长进行同时测定。此外，多通道检测器如二极管阵列检测器或荧光检测器可以同时采集多个波长的信号，从而实现对多种毒素的同时测定。

　　以赭曲霉素和玉米赤霉烯酮的检测为例，这两种毒素在食品中常常同时存在且化学性质相似。为了提高它们的分离效果，可以选择合适的反相色谱柱（如C18 柱）和梯度洗脱程序进行分离。流动相可以选择甲醇和水的混合物，并通过添加适量的酸来调整pH 值以改善峰形。在检测过程中，可以选择紫外区的适宜波长同时测定这两种毒素的吸收信号。通过以上优化措施，可以实现赭曲霉素和玉米赤霉烯酮的高效分离和准确测定。

　　3.3 加强方法标准化与质量控制

　　为了确保液相色谱技术在天然毒素检测中的准确性和可靠性，加强方法标准化与质量控制至关重要。这涉及从实验设计到结果报告的每一个环节，都需要有严格的标准和规程来指导。

　　（1）建立统一的液相色谱检测天然毒素的标准方法。这要求不同实验室在色谱条件、前处理方法和定量策略等方面达成一致。色谱条件包括色谱柱的选择、流动相的组成和梯度洗脱程序等，这些都需要根据目标毒素的特性和样品基质的复杂性进行优化。前处理方法涉及样品的提取、净化和浓缩等步骤，对于保证分析的准确性至关重要。定量策略则包括内标法、外标法等，需要根据实际情况选择最合适的方法。通过制定统一的标准方法，可以减少不同实验室之间的差异，提高结果的可比性[5]。

　　（2）建立完善的质量控制体系。这包括使用标准物质进行仪器校准，以确保仪器的准确性和稳定性；定期进行方法验证，以检查方法的适用性和可靠性；以及开展实验室间比对，以评估不同实验室之间的一致性。通过这些质量控制措施，可以及时发现和纠正潜在的问题，确保分析结果的准确性。

　　（3）加强与监管机构和行业协会的合作。通过与监管机构合作，可以了解最新的法规要求和监管标准；与行业协会合作则可以共同制定行业标准和规范，推动技术的进步和应用的发展。这种合作不仅可以促进液相色谱技术的标准化和规范化进程，还可以为食品的健康发展提供有力保障。

　　3.4 发展新型液相色谱技术及相关仪器设备

　　随着科学技术的不断进步，新型液相色谱技术及相关仪器设备的研发成为推动天然毒素检测领域发展的重要动力。这些新技术和设备的出现，不仅能够扩展液相色谱的应用范围，还能提高分析的分辨率、灵敏度和稳定性等关键性能指标。

　　超临界流体色谱是一种新兴的色谱技术，它利用超临界流体作为流动相，结合了气相色谱和液相色谱的特点。超临界流体具有独特的物理性质，如高扩散性、低黏度和可调节的溶剂强度，使得超临界流体色谱技术在天然毒素检测中具有潜在的优势。例如，对于某些极性较强或热不稳定的毒素，传统的液相色谱可能难以实现有效的分离和检测，而超临界流体色谱技术则能够提供更高的分离效率和灵敏度。此外，离子液体色谱也是一种新兴的液相色谱技术，它利用离子液体作为固定相或流动相，具有独特的选择性和分离能力，对于某些特殊类型的毒素分析具有重要意义。

　　4 结语

　　液相色谱技术在天然毒素检测领域已经取得了显著的进展，不仅提高了分析的准确性和可靠性，还扩展了应用范围。通过优化样品前处理技术、提高液相色谱分离效果、加强方法标准化与质量控制以及发展新型液相色谱技术及相关仪器设备，能够更有效地应对日益复杂的天然毒素检测挑战。然而，随着食品安全和环境监测要求的不断提高，天然毒素的种类和数量也在不断增加，对液相色谱技术提出了更高的要求。因此，未来我国需要继续深入研究和发展液相色谱技术，探索更多新型固定相和流动相材料、优化检测器设计、改进信号处理技术等方面的创新。同时，加强与人工智能、大数据等现代信息技术的融合，推动液相色谱技术的智能化和自动化发展，提高分析的效率和准确性，使液相色谱技术在天然毒素检测领域发挥更加重要的作用。通过不断完善现有技术和开发新技术，能够更好地保障食品安全和人们的健康，为社会的可持续发展做出更大的贡献。同时，可以与国内外同行加强交流与合作，共同推动液相色谱技术的进步和发展。

　　参考文献

　　[1] 胡深, 周平, 谈暠媛, 等. 超高效液相色谱- 串联质谱法测定宠物配合饲料中六种霉菌毒素[J]. 中南农业科技,2023,44(12):34-37.

　　[2] 李铮, 杜克久, 赵兴茹, 等. 高效液相色谱法测定天然水体中微囊藻毒素方法优化[J]. 环境化学,2012,31(4):545-551.

　　[3] 谭林, 陆阳, 王正珅. 玉米中真菌毒素检测技术的研究进展[J]. 粮食加工,2023,48(6):111-114.

　　[4] 翟洪稳, 马红玉, 曹梅荣, 等. 在线样品制备技术耦合液相色谱- 质谱系统在食品危害物检测中的应用进展 [J]. 色谱,2023,41(12):1062-1072.

　　[5] 岳超, 徐欣丰, 赵超群, 等. 通过式固相萃取柱净化- 光化学衍生- 高效液相色谱法测定复合调味料中黄曲霉毒素的含量[J]. 中国调味品,2023,48(11):171-175.