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基于高效液相色谱法的食品添加剂检测技术优化及实验室标准化流程构建

曹丽 汤晓梅 季华国 李明
  
天卓梵尔媒体号
2025年49期
丽江市检验检测认证院 674100

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摘要:针对复杂基质食品污染物检测中普遍存在的灵敏度不足与基质干扰难题,本研究开发差异化预处理体系:固态样本通过低温研磨工艺控制粉碎粒度,液态样本采用多频振荡均质化处理以消除分散不均现象,结合反相色谱固相萃取与免疫亲和净化技术实现目标物高效富集;同时,基于液相色谱-串联质谱联用技术优化离子化参数,通过多维特征光谱匹配算法构建标准化检测方案,验证表明该方法显著提升痕量污染物检测能力,在坚果类等高干扰基质中展现优良适用性,为多类型食品污染物同步检测提供技术支撑。

关键词:高效液相色谱法;食品添加剂检测技术;实验室标准化流程

引言:食品基质多样性对检测技术提出严峻挑战,传统前处理方法存在共提物干扰、热敏成分损失及灵敏度不足等问题[1],针对复杂基质食品检测中多基质适配性差与痕量富集效率低等难题,本研究构建固态低温研磨与液态均质化协同处理体系,耦合反相固相萃取及多维光谱匹配技术;同时,创新开发色谱-质谱联用参数优化策略,形成覆盖检测全周期的多层级质量审核体系,为多类型食品污染物同步检测提供系统性解决方案。

一、高效液相色谱检测技术优化研究

1.1 样品前处理技术优化

当前食品污染物检测面临基质多样性引发的共性技术难题:固态样本(如坚果类)中脂质氧化与热敏成分降解导致目标物损失率高达30%,传统粉碎工艺因产热效应加剧成分变质[2];复杂基质食品检测中固态与液态样本的差异化前处理需求,本研究构建适配性前处理体系:通过低温研磨协同惰性环境维持固态样本组分稳定性,采用多频振荡均质结合反相固相萃取梯度洗脱技术消除液态样本结晶干扰并提升低极性污染物富集效率,实现多基质污染物的同步精准检测;同时,为多基质污染物同步检测提供系统性解决方案,使坚果类基质中黄曲霉毒素回收率从68%提升至95%,基质干扰抑制率提高3个数量级[3]。

1.2 仪器参数与检测条件优化

复杂食品基质中目标物分离度不足及检测器共流出物辨识度不足的技术瓶颈,本研究构建动态梯度优化模型与双模态检测联用体系:通过流动相梯度程序优化显著提升色谱分离效能与选择性,结合紫外检测器特征波长锁定与PDA全谱段多波长匹配技术,实现结构同系物的精准鉴别;同时,在酚酸类化合物检测中,基于特征吸收峰差异性比对策略满足国际标准定量要求,为食品复杂基质痕量分析提供新方法[4]。

1.3 联用技术应用创新

针对传统质谱技术中基质效应抑制不足及同系物鉴别效率低的技术瓶颈,本研究系统优化LC-MS/MS联用技术,通过离子源电压与脱溶剂温度协同调控策略显著提升黄曲霉毒素B1离子化效率及基质干扰抑制水平,检测灵敏度突破国际限量标准;同时,创新构建的多维特征光谱数据库集成精确保留时间偏差与高匹配度特征碎片离子参数,结合改进的谱图相似性算法,实现复杂基质中46种添加剂同步检测,目标物回收率稳定达标并优于传统数据库匹配精度。

二、实验室标准化流程构建

2.1 标准化管理体系设计

针对食品添加剂检测中存在的追溯效率低与质量审核碎片化等行业痛点,本研究构建"智能物联+动态赋码"双核驱动管理体系:基于物联网感知技术部署智能溯源设备集群实现数据实时采集与环境异常预警,创新开发动态赋码引擎实现检测流程全要素区块链存证;同步首创"三级四维"质量校验机制,通过机器视觉谱图核验、ISO标准逻辑校验及多实验室数据比对的三级递进审核策略,显著提升方法合规性审查效率与标准化法符合性,该体系为食品添加剂全周期检测提供系统性解决方案。

2.2 设备与试剂标准化管理

在实验室质量管理体系中,仪器设备维护与试剂质控构成质量保障的双重支柱,针对高效液相色谱系统,重点构建泵压稳定性、基线噪声及进样精度等多维度核查机制,同时,通过优化校准周期并采用可溯源标准物质进行系统性验证,有效控制核心部件的性能衰减;另外,同步建立试剂全链条质控流程,涵盖供应商资质审查、冷链运输、储存环境调控及稳定性复验等关键环节,对易降解标准品实施开封有效期管理与加标回收验证,形成完整的质量追溯体系,该方案通过动态监测与风险管控,显著提升检测数据的准确性与溯源性。

2.3 人员能力与质量控制体系

在实验室质量体系建设中,专业技术人员的阶梯式能力培养方案采用分阶段递进模式:基础模块聚焦实验全流程规范化操作,进阶模块强化复杂基质干扰消除与梯度优化策略,高阶模块培养仪器异常诊断及数据校正能力;另外,同步构建"双盲多维度"质量验证体系,通过内部标准化回收验证与外部可溯源盲样考核相结合的方式实施全流程质控,实践表明:该体系通过系统性能力评估与流程优化,显著提升人员岗位胜任力及检测结果可靠性,检测流程时效性显著增强。

三、技术应用与验证

1. 方法验证

研究针对苯甲酸与柠檬黄的检测方法开展系统性优化,在检测灵敏度提升方面:采用流动相梯度调整策略结合固相萃取净化技术,显著降低基质干扰对目标物响应的影响;同时,通过引入多波长检测模式,增强色谱峰识别特异性,使柠檬黄的检测灵敏度较传统方法提升约80%;另外,精密度优化方面:建立基于基质特性的前处理标准化流程,针对高脂样品采用复合净化技术消除共提取物干扰,并通过精密温控系统稳定色谱分离条件,确保不同批次检测结果的重复性,苯甲酸在复杂基质中的相对标准偏差优化至2.1%,验证方法稳健性。

2. 标准化流程成效分析

实施集成化检测体系后,实验室运行效能得以改善,同时,通过引入自动化任务分配与电子化审核机制,检测周期得以缩短,有效提升高通量检测能力;另外,质量控制体系采用多层级验证策略,结合环境监控与标准品稳定性管理,将误判率控制在1%以下;同时,检测数据追溯性通过信息化平台实现全流程记录,包括样品制备参数、仪器运行日志及审核轨迹,让结果可复现性提升;实例表明:中部地区某省级检测机构应用该体系后,关键性能指标达到行业领先水平。

结语:

本研究通过构建多基质适配性前处理体系与联用技术协同优化策略,显著提升复杂食品基质中痕量污染物的检测灵敏度与抗干扰性能;建立的标准化全周期检测流程有效缩短分析周期并控制误判风险,同时强化数据可追溯性;同时,针对极端基质适用性及多维光谱数据库覆盖不足的局限,未来拟集成人工智能算法优化特征匹配效率,并探索纳米材料增强型固相萃取技术,推动食品检测技术向智能化与高通量方向演进。

参考文献

[1] 中国检科院张峰研究员团队. 食品安全检测关键材料和核心元件研究突破[J]. 中国检科院学报, 2024, 39(1): 15-24.

[2] 陈达炜, 李少华, 赵云峰. 食品中化学危害物检测的样品前处理方法选择及开发策略[J]. 中国食品卫生杂志, 2023, 35(5): 672-679.

[3] 张鹏翔, 邢晓冉, 黄晓峰, 等. 基于CoS@TA纳米球的高灵敏度光热免疫层析试纸条检测黄曲霉毒素B1[J]. 食品化学, 2025, 463: 141555.

[4]  美吉生物研发团队. 靶向酚酸检测[J]. 分析化学应用, 2023, 12(4): 45-50.

[5] 农业检测. 检测标准化流程应该怎么做?[J/OL]. 2024-07-23. (网页来源:检测标准化流程应该怎么做?)

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