毛细管电泳技术在食品安全检测中应用

毛细管电泳技术在食品安全检测中应用毛细管电泳(capillaryelectrophoresis,CE)是一种以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道的液相分离技术。CE具有极高的灵敏度与分辨率。如采用紫外检测器，其检测下限可达10-13〜10-i5mol/L；而采用激光诱导荧光检测器(LIF),检测下限可达10-19〜10-2imol/L。CE的柱效很高，一般可达到几十万理论塔板数，相比之下，高效液相色谱(HPLC)的柱效仅为几千到几万。CE的分离速度极快，曾有1.7min分析19种阳离子，3.1min分析30种阴离子，4.5min分析10种蛋白质的报道。此外，CE还有进样量少)(1-10nL)，溶剂消耗少，仪器简单及成本低等多项优点，因此其应用日趋广泛，成为近年来发展较快的分析方法之一。食品的多样性及其成分的复杂性对应用于食品分析的方法提出了很高的要求。一个理想的食品分析方法最好可以应用于不同的食品基质，并可测定同一食品基质中不同的复杂食品成分。由于CE具有多种不同的分离体系，可以满足许多食品基质所含的复杂食品成分的分析要求，其分析的对象可以从饮用水到复杂的肉制品，分析的成分可以从简单的金属离子到蛋白质等大分子，再加上CE对被分析成分的提取、纯化及衍生等预处理没有严格的要求，因此，CE在食品分析方面的应用日趋广泛。食品添加剂和农药残留分析防腐剂与甜味剂用CZE可分离和测定浓缩果汁、软饮料、果酱、蚝油和人造黄油中的山梨酸和苯甲酸防腐剂，检测下限约0.06yg/ml，RSD为0.9%〜4%。CZE也可同时分析可乐饮料中的阿斯巴甜和糖精，检测下限2〜5yg/ml，RSD约1%〜3%，与HPLC相当。在CZE的电解缓冲液中加入聚乙二醇(PEG)等水溶性高分子有助于改善防腐剂的分离度。采用计算机控制pH梯度的CZE系统也可有效分离软饮料中的苯甲酸钠和咖啡因等成分。Thompson等利用MEKC同时分离和测定了无糖软饮料和番茄酱中的山梨酸、苯甲酸、咖啡因、阿斯巴甜和甜蜜素。RSD仅为0.6%〜2.6%，测定结果与HPLC极为吻合。该研究表明在MEKC中使用脱氧胆酸钠等手性表面活性剂可有效改善上述防腐剂和甜味剂的分离效果。合成色素MEKC已用于分析食品中的各种合成色素。在电解缓冲液中加入CD、脱氧胆酸盐和乙氰均可改善分离效果。Thompson和Trenerry用MEKC测定了糖果中的合成色素，Suzuki等用MEKC结合二级管阵列(PDA)检测器，分析了胭脂红等6种食用合成色素，检测限可低至1yg/ml，线性范围可达30yg/ml。农药和抗生素残留CZE和MEKC已用于饮用水、牛奶、啤酒、谷物、马铃薯和猪肉等食品中的农药残留和抗生素残留的测定。CZE可测定谷物中的2,4-D等杀草剂残留，采用紫外检测器，检测下限为1yg/ml，而采用LIF检测器的检测下限可达0.1〜0.5ng/ml。用MEKC结合LIF检测器可在谷物中检出赤霉酸等5种生长调节剂残留，6种敌草隆衍生物残留。检测下限可达0.02〜0.04yg/g，灵敏度高于HPLC。MEKC也可检出饮用水及马铃薯中的对草快和杀草快残留，检测下限为0.2ng/ml和0.01yg/g，与GC比较，RSD分别为5%〜7%和10%。Blais等用CZE结合LIF检测器检测了牛奶中的氯霉素残留，检测下限低于0.1ng/ml。CZE分析猪肉中的磺胺残留时，线性检出下限可达2〜9yg/g，在电解缓冲液中加入脱氧胆酸钠可有效改善分离度。食品毒素CZE和MEKC已用于测定大豆、鱼及贝类的多胺、次黄嘌呤、黄曲霉毒素、麻痹性贝毒素(saxitoxin)等食品毒素。Locke和Thibault利用毛细管涂层柱结合质谱(MS)检测器，测定了扇贝中的3种麻痹性贝毒素，检测下限可达10ng/g。4结语食品中的大多数营养成分如无机离子、有机酸、碳水化合物、脂肪酸、氨基酸等一般具有较强的极性，且大多缺乏色团，所以无论是用GC还是用HPLC分析一般均需要衍生，对样品前处理的要求较高。而食品中的农药残留及其它有害成分的含量甚微，往往需要进行痕量分析，对分析方法的灵敏度也有较高的要求。而CE具有极高的灵敏度，特别适合进行痕量分析，CE对样品的提取、浓缩、纯化和衍生等前处理过程没有严格的要求。除此之外，CE最大的优点是其具有多种不同的分离体系，分析方法极具灵活性，可以满足不同样品基质和待测成分的分析要求。所以CE对食品分析而言是一个极具潜力的分析方法。但是CE与GC或HPLC等色谱方法相比，在定量分析方面仍有一些不足。主要表现在CE的检出上限太低，在进行较高浓度待测成分的定量分析时局限性较大。由于CE的色谱峰太锐，对峰面积的积分往往有较大的误差，故CE的测定误差(RSD)较GC及HPLC大。CE的进样量太少也影响准确的定量。此外，在CE中影响待测组分和载体电解质迁移率