食品安全问题的频发严重危害人们生活质量与安全,如何对大量食品样品中的危害成分进行快速准确地分析成为迫切需要解决的问题。由于具有通量高,选择性好等特点,快速质谱分析技术近些年深受研究者们的重点关注。快速质谱技术的优势切合了食品安全分析的需求,因此,结合食品安全的具体问题,发展新型的快速质谱分析技术成为非常有意义的工作。本文围绕保健食品违禁添加问题和水产养殖中合成阳离子型药物的滥用问题开展了系统的快速质谱分析研究,基于固相萃取、凝胶过滤等样品前处理技术,研究构建了全自动在线净化、富集前处理系统。研究构建了 ESI、APCI、DCBI为离子化方式的保健食品违禁添加物快速非靶向筛查软电离质谱库。研究了诱导相分离技术对油性、高色素样品的净化能力,结合同位素内标法、高分辨质谱进而研究了 DART在食品复杂体系中违禁添加成分的高通量、高灵敏度定量分析。主要内容包括以下6个部分。1、直接灌注质谱分析之前,有效的去除样品中的复杂基质能大幅度增强质谱的分析能力,构建全自动的样品前处理系统除了能实现高效除杂,而且能降低劳动强度并减小人为的误差。本部分工作以微柱分离、富集为基础,构建了连续流动式、具凝胶分子量分离、固相萃取净化和富集功能的在线样品前处理装置。通过阀切换解决了凝胶分离与固相萃取模块间的溶剂转换及兼容问题。计算机与可编程序控制器间通过串行接口进行通讯,经可编程序控制器对处理装置中的各部件进行智能控制,且前处理装置控制系统可与色谱工作站间进行触发信号互访,形成全自动系统,此装置大大提高了快速质谱分析的分析效率。与文献及现有商品化在线系统相比,能有效进行溶剂转换,解决SPE与GPE间溶剂不兼容问题,有效解决了多功能一体化协同问题。2、水产品霉斑病治疗药物常用的为阳离子型染料:罗丹明B、孔雀石绿、亚甲基蓝和结晶紫,但因其基因毒性及致癌作用,已明确规定禁止在食用水产养殖使用,违规添加将产生严重的食品安全问题。本部分中我们基于直接灌注-ESI和直接灌注-APCI快速质谱技术建立了四种染料的快速定分析方法。ESI条件下罗丹明B与其他三种染料混合时离子抑制明显,化学气相辅助电喷雾技术可消除离子抑制。APCI条件下莱顿弗罗斯特效应辅助染料分子离子化,在莱顿弗罗斯特临界点染料分子的离子化效率和分析灵敏度提高了一个数量级。实际样品分析中,利用在线样品前处理装置与快速质谱联机分析,相比较于直接灌注质谱分析,在线样品前处理装置有效的消除了基质对目标化合物的干扰,目标化合物的质谱响应提高了 1-2个数量级。3、液液萃取与在线样品前处理装置比较具有成本低、效率高等优点。本部分我们开发了一种基于诱导分相的液液萃取样品前处理技术,并应用于四种阳离子型染料的前处理。实验研究发现乙腈/水/氯化钠为最佳分相体系,染料的萃取效率随着乙腈体积分数、诱导剂用量的增加而提高,乙腈体积分数增加到50%时萃取率无明显提高,诱导剂用量为0.2 g萃取效率最佳。对红酒、辣椒油等实际样品分析进行了方法学验证,四种染料萃取回收率介于86.8%～98.4%,RSD均小于6%。4、内标法是保证质谱定量准确性的关键,在本部分中我们建立了同位素内标定量DART-MS快速质谱技术分析方法用于四种阳离子型染料的定量分析。优化了 DART-MS载气、载气温度、样品与锥孔距离、样品与喷嘴距离、上样方式和质量分析器对四种阳离子型染料离子化的影响。三角滤纸上样能够获得稳定的质谱信号,但灵敏度较低,三角滤纸和DART自带的金属网上样装置均可实现大体积上样,提高DART分析的灵敏度;将四极杆质量分析器与高分辨轨道阱串联分析四种染料分子,检测灵敏度可提高一个数量级。同位素内标法对实际样品中四种染料化合物的含量进行定量分析,回收率为87.2-118.5%,RSD小于19%。提出的2步温度解吸结合莱顿弗罗斯特效应辅助增强离子化提高了 DART对强极性化合物的检测能力。对人工合成色素的检测灵敏度远高于现有的敞开式质谱文献方法。5、运用敞开式质谱技术实现复杂样品快速直接原位分析。待分析物在外加能量(激光等)的作用下受激发进入质谱,避免了复杂基质的大量涌入,无需样品前处理过程。本部分我们建立基于DCBI-MS的保健食品违禁添加物分析方法用于快速定性分析利多卡因、盐酸罗哌卡因、苯佐卡因、盐酸布比卡因等常见违禁添加物。本方法利用一级质谱筛查和二级质谱确证实现对样品中四种违禁添加物的快速定性筛查。实际样品的原位分析结果表明DCBI-MS分析技术在保健食品违禁添加物的高通量快速筛查中具有广泛前景。6、快速质谱技术在违禁添加物的快速筛查方面具有独特的优势,然而实际工作中应对种类繁多的违禁添加药物,若能将所有违禁添加物的快速质谱信息汇总成库,则实用价值更大。本部分利用直接灌注-ESI、直接灌注-APCI和DCBI-MS三种快速质谱技术,对保健食品中可能违禁添加的抗微生物类、抗肿瘤类、心血管类、呼吸系统类等20类490种治疗用药物及部分结构改造物物进行系统分析,获得相应的一级质谱和二级质谱信息。成功构建了一个保健食品违禁添加物软电离质谱筛查库,包含490种违禁添加物的离子化方式、行为及质谱信息。利用此筛查库在实际样品分析中可实现对违禁添加物的快速筛查确证。与已报道的质谱库相比,具有目标对象广、分析方法灵活、信号获取方式多样等优点。