本文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:
作者与机构
本研究由Xi Wu、Xinxin Zhang、Yanqiang Yang、Yurong Liu和Xiaoni Chen共同完成。Xi Wu和Xiaoni Chen为通讯作者,分别来自中国长治大学化学系和中国长治出入境检验检疫局。研究发表于《Food Chemistry》期刊,2019年4月8日在线发布。
学术背景
本研究属于食品化学与分析化学领域,主要关注黄曲霉毒素(aflatoxins, AFs)的检测方法。黄曲霉毒素是由某些曲霉菌产生的剧毒和致癌性真菌毒素,广泛存在于坚果、谷物和油料作物中,对公共健康构成严重威胁。目前,黄曲霉毒素的检测方法通常依赖于免疫亲和色谱(immunoaffinity chromatography, IAC)结合高效液相色谱-荧光检测(high-performance liquid chromatography with fluorescence detection, HPLC-FLD)技术,但这些方法成本高、操作复杂且使用大量有机溶剂。因此,开发一种简单、低成本且环境友好的检测方法成为迫切需求。
本研究旨在开发一种基于深共晶溶剂(deep eutectic solvents, DESs)的基质固相分散(matrix solid phase dispersion, MSPD)方法,用于检测多种作物中的黄曲霉毒素。深共晶溶剂作为一种绿色溶剂,具有低毒性、可生物降解性和低成本等优点,本研究首次将其应用于MSPD技术中。
研究流程
研究分为以下几个主要步骤:
1. 试剂与样品准备
研究使用了高效液相色谱级乙腈和甲醇,以及多种深共晶溶剂(如四丁基氯化铵-己醇DES)。黄曲霉毒素标准品(AFB1、AFB2、AFG1、AFG2)购自北京Clover Technology Group。样品包括小米、花生和麻籽,分为黄曲霉毒素阳性样品和阴性样品,均来自长治出入境检验检疫局。
2. 仪器与分析条件
使用Shimadzu LC-20AD高效液相色谱系统结合荧光检测器(FLD)和柱后衍生化(post-column derivatization, PCD)技术进行黄曲霉毒素的分离与检测。色谱柱为Inertsil ODS-SP柱,流动相为甲醇和超纯水,采用等度洗脱。
3. 深共晶溶剂-基质固相分散(DES-MSPD)方法开发
研究优化了DES-MSPD样品前处理流程。具体步骤包括:将样品与分散剂(如硅藻土或硅胶)混合,加入深共晶溶剂,研磨至均匀粉末,装入固相萃取柱,用乙腈洗脱,收集洗脱液并浓缩,最后用高效液相色谱分析。
4. 深共晶溶剂选择
研究比较了三种基于四丁基氯化铵的深共晶溶剂(四丁基氯化铵-己醇DES、四丁基氯化铵-十二醇DES、四丁基氯化铵-己酸DES)的提取效率,最终选择四丁基氯化铵-己醇DES作为最佳提取介质。
5. 分散剂选择与样品-分散剂质量比优化
研究评估了硅胶、氧化铝和硅藻土作为分散剂的效果,并优化了样品与分散剂的质量比。结果表明,硅藻土对花生和麻籽样品效果最佳,而硅胶对小米样品效果最佳。
6. 方法验证
研究通过检测限(limit of detection, LOD)、定量限(limit of quantitation, LOQ)、线性范围和精密度验证了DES-MSPD方法的可行性。LOD范围为0.03–0.10 μg/kg,LOQ范围为0.10–0.33 μg/kg,线性相关系数(R²)大于0.994,日内和日间相对标准偏差(RSD)分别低于4.8%和7.5%。
7. 与传统MSPD方法的比较
研究将DES-MSPD方法与传统的MSPD方法(使用C18或PSA作为吸附剂)进行了比较。结果表明,DES-MSPD方法的提取效率显著高于传统方法,且所需溶剂更少,操作更简单。
主要结果
1. 深共晶溶剂选择
四丁基氯化铵-己醇DES对黄曲霉毒素的回收率最高,AFB1、AFB2、AFG1和AFG2的回收率分别为97.87%、97.67%、98.07%和93.67%。
2. 分散剂选择与样品-分散剂质量比优化
硅藻土对花生和麻籽样品效果最佳,硅胶对小米样品效果最佳。样品与分散剂的最佳质量比为1:1(小米和花生)和1:1.5(麻籽)。
3. 方法验证
DES-MSPD方法的LOD和LOQ分别为0.03–0.10 μg/kg和0.10–0.33 μg/kg,线性范围广,精密度高。
4. 与传统MSPD方法的比较
DES-MSPD方法的提取效率显著高于传统MSPD方法,例如,小米样品中AFB1的浓度是传统方法的8倍。
结论
本研究开发了一种基于深共晶溶剂的基质固相分散方法,用于检测小米、花生和麻籽中的黄曲霉毒素。该方法具有简单、低成本、环境友好等优点,适用于食品安全的监测与控制。研究首次将深共晶溶剂应用于MSPD技术,为黄曲霉毒素的检测提供了一种新的解决方案。
研究亮点
1. 创新性方法
首次将深共晶溶剂应用于基质固相分散技术,开发了一种新型的黄曲霉毒素检测方法。
2. 高效性与环保性
与传统方法相比,DES-MSPD方法提取效率更高,且使用更少的有机溶剂,符合绿色化学原则。
3. 广泛适用性
该方法适用于多种作物中黄曲霉毒素的检测,具有广泛的应用前景。
其他有价值的内容
研究还提供了详细的实验参数优化过程和方法验证数据,为其他研究者提供了可参考的实验设计和方法开发思路。
以上是对该研究的全面介绍,涵盖了研究的背景、流程、结果、结论及其科学价值。