杜曉寧，張鵬帥，雷 雯，王 偉，侯 捷

(上海化工研究院有限公司，上海 200062)

自1912年穩(wěn)定同位素20Ne、22Ne年被英國科學家Thomson發(fā)現(xiàn)，隨后的幾十年里Ar、Kr、Xe、Cl、O、C、N、H等元素的穩(wěn)定同位素陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，迄今為止地球上發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定同位素已有274種。含有穩(wěn)定同位素的分子，與正常的分子相比，擁有相同的化學和生物性質，但由于質量差異的存在，在一些過程中，同位素的含量會發(fā)生變化，這就是同位素分餾(isotope fractionation)效應。近年來，穩(wěn)定同位素技術已廣泛應用于醫(yī)學、農業(yè)和環(huán)境科學，生態(tài)學、生理學及食品安全領域。目前，利用同位素比值質譜儀(IR-MS)測定碳、氮、氧、氫等天然同位素比值微小差別的穩(wěn)定同位素技術在鑒別蜂蜜、果汁、油脂、葡萄酒摻假，判斷果汁、葡萄酒、乳品、肉品、谷物等的產地來源及追溯動物的飼料原料及飼養(yǎng)制度方面顯示了無可替代的優(yōu)越性[1-6]。穩(wěn)定同位素技術在鑒別食品成分摻假和證實食品產地的真實性中得到成功應用，其中有些同位素分析方法已得到美國官方分析化學師協(xié)會(AOAC)及標準化委員會(CEN)的承認(Rossmann, 2001)。在食品與環(huán)境的安全問題中，農藥和獸藥等化學品的污染最為引起人們的關注，農藥等化學品的污染已經成為人們對食品質量評價的首要指標。因此，開展大規(guī)模的農藥、獸藥殘留監(jiān)測，對保障人類健康，提高人類生活質量關乎國計民生。將穩(wěn)定同位素合成的殺蟲劑、殺菌劑作為內標物質，利用色質聯(lián)用儀(LC-MS or GC-MS)采用同位素稀釋質譜法(IDMS)檢測食品中殘留農獸藥是唯一微量、痕量和超痕量元素權威測量法[7]。采用同位素稀釋質譜法測定食品中的農獸藥殘留和非法添加劑等有害物質，可校正前處理過程的損失，降低基質效應，消除儀器響應的誤差，提高定量的準確性。近年來發(fā)展迅速，成為相關領域的研究熱點。

1 穩(wěn)定同位素在食品溯源技術中的應用

食品溯源是指從供應鏈下游向上游識別一個特定產品或一批產品來源的過程。食品產地溯源即識別食品原產地的過程，明確市場銷售的食品來自何地[8-10]。在自然界中，不同地域生長的不同種類植物具有不同的穩(wěn)定同位素比值。這種差異受到植物自身特質、生長的土壤、大氣環(huán)境等多種因素的影響，但是，最本質的原因就是同位素的分餾作用。生物體不斷與外界環(huán)境進行物質交換，其13C/12C，15N/14N，2H/1H，18O/16O，34S/32S等同位素自然豐度存在差異。這種攜帶有環(huán)境因子的信息，反映生物體所處的環(huán)境條件，成為一種“自然指紋”，可用來區(qū)分不同地域來源的物質[11-12]。同位素指紋是所有生物的一個自然標簽，它與生物的生長環(huán)境密切相關，不隨化學添加劑的改變而改變，其作為特征標簽，為食品溯源提供一種科學的、獨立的、不可改變的以及伴隨整個食品鏈流動的身份鑒定信息。在食品產地溯源方面，常用的是C、N、H、O元素的同位素比值的測定與分析。

1.1 碳同位素的應用

植物中的碳同位素組成與植物的光合碳代謝途徑息息相關，同時也受到環(huán)境因子的影響，植物中δ13C值是生物因子與環(huán)境因子共同作用的結果。溫度是影響植物碳同位素分餾的重要氣候因子，其對δ13C值的影響結果較為復雜。因此，δ13C值主要用于農作物、植物類產品的溯源。陳輝[1]系統(tǒng)的研究了不同產地、不同品種的蜂蜜中的δ13C值，運用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)和神經網絡(BP-ANN)等化學計量學方法進行統(tǒng)計分析，建立不同產地、不同品種的蜂蜜植物來源和地理來源，準確率達到90%以上。邵圣枝[2-3]等利用PCA-LDA方法，對水稻的產地及品種進行了溯源，準確率達到85%以上。王慧文[4]等分別從不同地區(qū)采集雞肉、飼料及飲水樣品，通過穩(wěn)定同位素質譜技術 測定其δ13C、δ2H及δ18O值。結果表明:雞肉和飼料中的δ13C值呈極顯著的正相關(相關系數(shù)達0.782,P<0.01), 雞肉中的δ2H 值和飲水中的δ18O值呈高度正相關(相關系數(shù)達0.816,P<0.01)。說明可以根據(jù)雞肉中的δ13C、δ2H值推斷肉雞的飼料和產地。王奇[5]等采用高效液相色譜-同位素比率質譜聯(lián)用技術(HPLC-IRMS)結合有機酸專用柱Prevail Organic Acid測定食醋中有機酸的碳同位素比。結果表明，不同產地食醋的乳酸和蘋果酸的δ13C值具有顯著性差異，能為產地溯源提供參考。郭波莉[6]研究探討了牛不同組織中穩(wěn)定性碳同位素組成特征，以及牛的品種、飼料對牛組織中δ13C值的影響。采用MAT253型同位素比率質譜儀(IRMS)，測定了牛尾毛、脫脂牛肉、牛肉粗脂肪的δ13C值，并進行了相關性分析。結果發(fā)現(xiàn)牛尾毛、脫脂牛肉、牛肉粗脂肪的δ13C值依次遞減，飼料對牛組織中碳同位素組成的影響遠大于牛品種對它們的影響。馮秋紅[8]通過不同生活型植物葉片13C含量的海拔響應及生物學機理的研究，解釋了不同生活型葉片13C含量沿海拔梯度的變化規(guī)律，并揭示了植物葉片生理生態(tài)過程對變化環(huán)境的響應與適應機理，以及在不同生活型間的差異。李鑫[9]等利用EA-IRMS建立了同時測定δ13C和δ15N值的技術，具有良好的穩(wěn)定性和方法重現(xiàn)性，證實δ13C能直觀的反映出地域和喂養(yǎng)方式的不同，可以作為乳品原料產地來源的指示指標，而原料奶粉中δ15N測定可以在健全數(shù)據(jù)庫后起到初篩異常原料的作用。

1.2 氮同位素的應用

15N/14N比值不僅與植物本身的氮源有關，還受氣候、土壤條件等環(huán)境因子的影響，通過計算δ15N值，能夠區(qū)分不同農業(yè)生產方式和不同地域來源的產品。孫淑敏[10]等通過對不同地域飼養(yǎng)的羊肉δ15N值進行測定，發(fā)現(xiàn)δ15N值與飼料和地域環(huán)境有關，穩(wěn)定性N同位素可以作為追溯羊肉產地及其飼喂體系的參考指標。梁莉莉[11]等采用元素分析-穩(wěn)定同位素比質譜儀，通過測定不同階段的配方奶粉中δ15N和δ13C值并將二者進行綜合比較，用以判斷方奶粉奶源產地與標注產地是否一致。方法前處理簡單、重現(xiàn)性好、準確度高，為國內市場上嬰幼兒配方奶粉產地溯源提供技術支持。王紅云[12]等以太行山區(qū)的贊皇大棗和婆棗作為研究對象，分析了δ15N值在不同環(huán)境、組織、品種及采摘時期的條件下的變化規(guī)律，分析得出棗肉中的δ15N值差異不顯著，而品種、地域、采摘時期均對棗肉中δ15N值有影響且三者具有協(xié)同作用。穩(wěn)定同位素除了可以對單一對象進行溯源外，還可以對一些植物整個生長進程或者農產品的生產加工過程進行溯源。例如呂偉[13]分析了花生種植、貯運、初加工、花生油生產、銷售等五個重要環(huán)節(jié)?？疾旌头治龈鞣N因素篩選食品安全和溯源關鍵信息，利用同位素檢測技術，測定各大產區(qū)花生中的氮穩(wěn)定同位素比率15N/14N，分析各大產區(qū)的差異和同位素豐度分布的規(guī)律。分析結果證明利用δ15N值對花生進行判別是可行的,單指標正確判別率達到70%。陳歷水[14]等利用同位素比率質譜儀(IRMS)方法研究不同產地的黑加侖果實、樹葉、土壤和果汁中15N/14N，以此來對黑加侖產地進行有效的產地鑒別。而在中醫(yī)藥鄰域，利用δ15N值可以對藥材進行產地溯源從而對藥材品質進行把控。比如通過建立基于同位素指紋、化學指紋、元素指紋分析，與判別分析相結合的產地溯源技術，實現(xiàn)對五味子質量控制和道地藥材保護[15]。王黎明[16]等綜述了在熱帶森林中樹木葉片的δ15N值比溫帶森林高6.5‰，土壤δ15N值高8‰，可能是由于熱帶森林的可利用氮含量相對較高導致熱帶森林具有更開放的氮循環(huán)體系，不同海拔的植物由于所處的微氣候環(huán)境不同，造成溫度、降水等環(huán)境條件的差異，也會導致氮穩(wěn)定同位素的差異。為通過δ15N值對中草藥進行產地溯源提供了科學依據(jù)。

1.3 氫、氧同位素的應用

氫和氧是水分子的組成部分，它們是示蹤水循環(huán)最理想的同位素。通常用2H/1H表示穩(wěn)定氫同位素組成；18O/16O表示穩(wěn)定氧同位素組成。水中穩(wěn)定性同位素比率在水循環(huán)中主要受混合作用及物理條件如雨水的凝結、蒸發(fā)等變化引起同位素分餾作用而產生規(guī)律性的變化。動植物進行物質交換時，從環(huán)境中獲得水，其組織中的同位素比率與其生長地域的環(huán)境直接相關，因此為食品溯源提供了理論基礎。

次頓[17]等通過建立決策樹模型，通過測定茶葉中δ2H值和δ18O值來確定其產地。王潔[18]等采集5個不同地區(qū)的扁平茶進行了δ13C、δ15N、δ2H、δ18O的測定，基于不同產區(qū)扁形茶的穩(wěn)定同位素比率特異性結合化學計量學工具對數(shù)據(jù)進行分析，得出穩(wěn)定同位素比率測定可以有效對扁形茶產地進行溯源,其中以決策樹算法模型回代驗證準確率為91.35%，對外部樣本的預測準確度達到92%。秦丹[19]等通過測定δ2H值來判斷白酒的產地，其準確率達到80%以上。馬冬紅[20]等利用IRMS測定來自廣東、海南、廣西、福建4個地域來源的羅非魚組織中δ2H值。比較分析不同產地來源的羅非魚組織中氫同位素組成的差異，對羅非魚肉產地的正確判別率高達85%。鐘其頂[21]等利用IRMS測定橙汁水中δD和δ18O，結果表明非還原(NFC)橙汁水中δD和δ18O要明顯高于地下水；可用于鑒別還原(FC)橙汁和非還原(NFC)橙汁。穩(wěn)定性氫同位素同樣也能鑒別肉類產地，如利用IRMS測定脫脂羊肉中的δ2H值，通過方差分析和相關分析，探討穩(wěn)定性氫同位素組成的地域特征及其變化規(guī)律[22]。

2 穩(wěn)定同位素在食品品質和真實性鑒別中的應用

隨著人們生活質量的提高，食品安全及食品真?zhèn)蔚玫酱蠹覐V泛關注。自奶粉中“三聚氰胺”事件發(fā)生以來，食品飲料中添加劑殘留以及水果中農藥殘留等問題受到了人們的普遍關注。除食品安全性外，食品真實性也對人類的健康有重要影響。一些不法商家為降低生產成本，謀取經濟利益，采用造假和摻雜的手段，降低食品品質，使得食品真?zhèn)舞b別也逐漸成為食品檢測研究的一項重要內容。傳統(tǒng)的主要成分含量測定已經不能滿足食品真?zhèn)舞b定的需要，如蜂蜜中添加蔗糖、果汁中添加玉米糖漿、利用食用酒精勾兌糧食酒等摻假行為，一般的理化分析手段亟待提高，穩(wěn)定同位素技術通過檢測食品中δ13C值、δ15N值、δ18O值和δ2H值來判別食品的真實屬性。以其靈敏度高﹑精準度高、檢測限低等特點，逐漸受到國內外研究者的青睞。

2.1 13C同位素的應用

目前在食品真實屬性鑒別領域，穩(wěn)定碳同位素技術的應用十分廣泛。20世紀70年代美國科學家White博士就開始采用質譜法檢測蜂蜜中碳同位素比值以鑒別蜂蜜中高果玉米糖漿含量[23]。美國分析化學家協(xié)會和歐盟標準化委員會已經認可了一些采用穩(wěn)定同位素技術對果汁、蜂蜜等產品在摻假和溯源領域的應用方法，我國也將穩(wěn)定同位素技術列為國家標準[24]，對蜂蜜中C-4植物糖摻假進行鑒定。在蜂蜜真實屬性鑒別中，胡柳花[25]通過元素分析儀-同位素比質譜儀(EA-IRMS)對6種蜂蜜摻入外源性糖后的δ13C值的變化情況，結果表明摻入C-4來源的糖漿如蔗糖、玉米高轉化糖等，蜂蜜的δ13C值隨摻入量增加而增大，但蜂蜜蛋白質δ13C值不受外源性糖加入影響。該結論與基于穩(wěn)定碳同位素比值分析(SCIRA)的國際AOAC標準方法AOAC 978.17[26]結果相同，可以用來鑒別蜂蜜中是否有C-4植物糖摻雜。也正是基于蜂蜜蛋白質δ13C值不受外源性糖類干擾，White[27]博士以蜂蜜中蛋白質為內標物開發(fā)出內標碳同位素比值分析(ISCIRA)分析方法和國際標準AOAC 991.41[28]。在檢測技術的發(fā)展的同時摻假技術也在發(fā)展，不法商販開始在蜂蜜中摻雜與蜂蜜來源光合原理一致的C-3植物糖，如大米糖漿、麥芽飴糖等。這種新型摻假方式需要新型的檢測方法來應對。李鑫[29]擴展了原C-4植物糖的IRMS檢測方法，建立了LC-IRMS的檢測方法，通過對蜂蜜中是否存在多糖，雙糖含量與單糖含量的比例關系以及在蜂蜜、蜂蜜蛋白、果糖、葡萄糖、雙糖δ13C值的一致性等多種信息協(xié)同對蜂蜜是否存在摻假進行鑒別；并應用所建立的方法對6種特制蜂蜜進行檢測，檢測結果與實際制樣情況相吻合。而羅東輝[30]則對無蛋白蜂蜜鑒別展開研究，應用EA-IRMS、液相色譜-同位素質譜聯(lián)用(LC-IRMS)技術、液相色譜測定蜂蜜還原糖含量等檢測方法，對15份無蛋白蜂蜜樣品進行鑒別，結果顯示15份無蛋白蜂蜜均為摻假蜂蜜。

穩(wěn)定碳同位素技術在橙類(橙、桔)果汁的真假鑒別中也有巨大發(fā)展空間。鐘其頂[31]建立了離心干燥法結合EA-IRMS測定橙汁中總糖和果肉δ13C的方法，并通過實驗證明該技術可以用于橙汁樣品中C-4植物糖含量檢測。祝偉霞[32]以標準物質作為溯源標準，建立了LC-IRMS法分析天然柑桔、橙汁中檸檬酸δ13C的方法，收集不同產地161個橙子、167個柑桔測得天然桔汁中檸檬酸δ13C值在-32. 87‰～-27.07‰之間，橙汁檸檬酸δ13C值在-32.73‰～-26.01‰之間；并對市售標注100%含量的柑桔、橙汁商品40個進行檢測，發(fā)現(xiàn)有17個不合格商品。

在肉類鑒別中，王慧文[33]通過分析肉雞中穩(wěn)定同位素δ13C值和δ15N值，來推斷追溯動物飼料來源；雞肉粗蛋白中的δ13C值與飼料中玉米含量呈正相關，而色素添加劑會使雞肉中δ13C值降低，產生顯著差異。

2.2 2H、18O同位素的應用

隨著社會的發(fā)展和進步，人類的生活水平不斷提高，人們對食品的關注也逐漸從原先的“吃的飽”向“吃的好”和“吃的安全”轉變。例如嬰幼兒食品和乳品、植物油、水果和蔬菜中的脂溶性維生素(維生素A、維生素D、維生素E和維生素K1)能夠調節(jié)人體的各種生理機能、增強免疫力、促進骨骼的生長發(fā)育及調節(jié)體內各方面的代謝等，是人體中不可缺少的物質。采用同位素稀釋質譜法測定基質中的脂溶性維生素，可校正前處理過程的損失，降低基質效應，提高定量的準確性。國家標準《GB 5009.158-2016食品安全國家標準食品中維生素K1的測定》[34]中的方法二規(guī)定了采用液相色譜-串聯(lián)質譜法，以同位素標記維生素K1-D7為內標物測定食品中維生素K1的檢測方法，適用于各類配方食品、植物油、水果和蔬菜中維生素K1的測定，嬰幼兒食品和乳品、植物油中維生素K1的檢出限為1.5 μg/100g，定量限為5 μg/100 g；果蔬樣品中維生素K1的檢出限為0.3 μg/100 g，定量限為1 μg/100 g。

在食品真?zhèn)舞b定中，δ13C穩(wěn)定同位素的摻假鑒別應用較廣泛，涉及到δ18O和δ2H的研究較少，但δ18O和δ2H值同樣可為食品真?zhèn)舞b定提供數(shù)據(jù)支持。大多數(shù)果汁來源于C-4植物，而常見的外源性添加糖大多來自C-4植物，可通過δ13C值鑒別。但若添加C-3植物糖如甜菜糖，則無法通過δ13C值判別。馬希漢[35]發(fā)現(xiàn)甜菜糖的δ2H值與果汁中糖的δ2H值差別較大，進而可鑒別是否有甜菜糖摻入；同時發(fā)現(xiàn)δ2H與δ18O值的差異為也可鑒別真假濃縮果汁和勾兌果汁。徐生堅[36]建立了氫和氧穩(wěn)定同位素比率值同時測定的方法，通過對不同地區(qū)多類橙果實榨汁并處理過的果汁、果汁濾液、果漿、果皮等部分的δ18O和δ2H值進行比較分析，發(fā)現(xiàn)同一橙果實的4個組分的δ18O具有較強的相關性，但果皮的δ18O值與其他三組分差別較，該發(fā)現(xiàn)可鑒別摻假果汁如使用大量果皮替代原果行為；同時該課題組對常見的6種外源性添加糖進行測定，結果顯示6種糖的δ18O值在20‰～30‰?yún)^(qū)間，而純正果汁、果汁濾液和烘干果漿的δ18O值均在25.0‰～50.0‰范圍間，若果汁中摻入外源性糖漿會引起δ18O值減小，δ18O值可為是否摻入糖漿的判定提供一定的參考，并且結合2H和δ18O值的分析可為產地溯源提供支持。

2.3 15N同位素的應用

食品中的營養(yǎng)物質如蛋白質、氨基酸、維生素等均含有N元素，對這些含N營養(yǎng)物質的定量檢測無法應用經典的凱氏定氮法檢測，而同位素稀釋質譜法(IDMS)可以實現(xiàn)各種物質的專一檢測。例如，泛酸又稱維生素B5，廣泛存在于生物體內，是輔酶A的組成部分，參與體內蛋白質、碳水化合物的生理代謝，尤其是對脂肪的合成和代謝起著十分重要的作用[37]。目前，配方奶粉中泛酸的國家標準檢測方法是微生物法和高效液相色譜法[38]。微生物法是測定泛酸的經典方法，但是該方法復雜費時，對環(huán)境條件要求高。高效液相色譜法所用的流動相均為磷酸鹽緩沖溶液，需要調節(jié)溶液pH值，過程復雜且容易受到其他添加劑的影響。近年來，國外有報道利用泛酸的穩(wěn)定同位素結合UPLC-MS-MS法測定食品中的泛酸[39-40]，渠巖[41]等采用[13C3,15N]標記的泛酸鈣作為內標物，該方法被證實是一種快速、準確、靈敏的方法，可以抵消樣品處理時的損失和排除樣品基質的干擾，保證了分析結果的準確性，為目標物質的定性、定量分析提供了可靠依據(jù)，可用于配方奶粉的高通量快速檢測。定量限加標回收率92.9%，檢出限(RSN≥3)為0.4 ng/mL，定量限(RSN≥10)為1.0 ng/mL。

氨基脲具有致癌性和可能的遺傳毒性，是倍受食品安全關注的高風險物質。食品中的氨基脲有多個來源，主要途徑包括硝基呋喃類藥物的使用、塑料發(fā)泡劑或面粉改良劑中偶氮甲酰胺的受熱分解、食品經次氯酸鹽處理等[42]。龐國芳等采用高效液相色譜-串聯(lián)質譜法編制了國家標準[43],利用同位素13C、15N標記的氨基脲等內標物得到了準確度、精密度均較高檢測結果。王丹[44]采用氨基脲-13C,15N內標物建立了面粉中氨基脲殘留的檢測方法，得到基質加標樣品的定量限(RSN≥10)為0.5 μg/kg。并應用建立的方法對含偶氮甲酰胺的面粉進行熱加工處理的考察，發(fā)現(xiàn)熱加工條件直接導致氨基脲的形成。

三聚氰胺(melamine)，是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物。是一種用途廣泛的重要的氮雜環(huán)有機化工原料。研究表明，動物長期攝入三聚氰胺會造成生殖、泌尿系統(tǒng)的損害。由于檢測蛋白質含量一般采用凱氏氮定法，即測定氮含量來推算蛋白質含量。只要飼料中氮含量增加，蛋白質數(shù)值就會相應提高，所以，不法商人常通過添加氮含量較高三聚氰胺來提高飼料中粗蛋白的含量，而雞通過不斷進食含三聚氰胺的飼料，從而導致三聚氰胺聚積在雞蛋中。測定三聚氰胺的方法有高效液相色譜法、串聯(lián)質譜檢測方法、氣相色譜法和氣質聯(lián)用法。湯樺[45]等采用氣相色譜-質譜法測定三聚氰胺具有基質干擾較小，重復性好，靈敏度高等特點，方法線性范圍為0.01 mg/L～1.00 mg/L，得到最低檢出限(RSN≥3)為1.5 ng·g-1。戴祁[46]通過測定雞蛋中穩(wěn)定同位素組成來辨別母雞飼養(yǎng)方式的不同。由于不同飼養(yǎng)方式(籠養(yǎng)和散養(yǎng))飼喂的飼料種類不同，兩種雞蛋的δ15N值具有一定差異，其中散養(yǎng)雞蛋的δ15N值較籠養(yǎng)雞蛋更為偏正，初步結果表明利用δ15N值差異可以區(qū)分不同飼養(yǎng)方式的雞蛋。

3 同位素稀釋質譜法在食品中有害物質檢測中的應用

同位素稀釋質譜法自20世紀70年代以來已廣泛應用于農業(yè)、環(huán)境、生物和醫(yī)學等領域，近年來在食品分析中的應用得到迅猛發(fā)展。2017年1月，國家衛(wèi)計委發(fā)布了127項食品安全國家標準，涉及多個類別，隨著國內檢驗檢疫及第三方測試機構質譜技術的普及，食品安全國家標準中使用色質聯(lián)用技術的同位素稀釋質譜法也成為本次新發(fā)布標準中最大的改變。

3.1 在農獸藥殘留檢測中的應用

近些年來，以穩(wěn)定同位素為內標的同位素稀釋質譜法已廣泛的應用于食品中農獸藥殘留檢測中，我國針對食品中農獸藥殘留檢測也發(fā)布了一系列的國家標準。如國家標準《GB/T 20752-2006 豬肉、牛肉、雞肉、豬肝和水產品中硝基呋喃類代謝物殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質譜法》[47]中規(guī)定以穩(wěn)定同位素標記5-嗎啉甲基-3-氨基-2-惡唑烷基酮(AMOZ-D5)、氨基脲(SEM-13C,15N)、1-氨基-2-內酰脲(AHD-13C3)、3-氨基-2-惡唑烷基酮(AOZ-D5)為內標物，采用電噴霧離子化，液相色譜-串聯(lián)質譜檢測豬肉、牛肉、雞肉、豬肝和水產品中硝基呋喃類代謝物殘留量，檢出限為0.5 μg/kg。其他應用同位素稀釋質譜法進行農獸藥殘留檢測的標準如表1所示。

郭德華[57]采用兩種前處理手段，分別提取游離態(tài)和結合態(tài)硝基呋喃類代謝物，使用相應的同位素作為內標，以高效液相色譜-串聯(lián)質譜(HPLC-MS/MS)法測定動物源性食品中硝基呋喃類代謝物殘留量，不僅具有分析不同狀態(tài)硝基呋喃類代謝物的優(yōu)勢，還可提高定量的準確性，滿足對進出口動物源性食品中硝基呋喃類代謝物進行監(jiān)控的標準要求。周佳[58]等利用同位素內標采用氣相色譜-串聯(lián)質譜(GC-MS/MS)建立一種快速、準確測定各種肉制品N-二甲基亞硝胺的方法，方法檢出限為0.2 μg/kg，靈敏、簡便、準確、重復性好,可作為肉制品中N-二甲基亞硝胺檢測的好方法。管秋美[59]等以同位素為內標物，建立了同時測定水果中7種農藥殘留(多菌靈、甲基硫菌靈、甲霜靈、嘧霉胺、三唑酮、氯吡脲、2,4-二氯苯氧乙酸)的超高效液相色譜-串聯(lián)質譜(UPLC/MS/MS)方法，檢出限(LOD)為0.25～0.65 μg/kg，定量限(LOQ)為0.83～2.16 μg/kg，可滿足多種水果中7種農藥殘留的檢測要求。陳達煒[60]等采用超高效液相色譜-同位素稀釋高分辨質譜法，建立了同時快速測定紅葡萄酒中18種農藥殘留的方法，采用的內標物為多菌靈-D4、毒死蜱-D10、吡蟲啉-D4、甲氧蟲酰肼-D9、嘧霉胺-D5和戊唑醇-D6，18種農藥殘留的檢出限(LOD)為0.5 μg/kg。劉思潔[61]等建立了固相萃取-同位素稀釋超高效液相色譜/串聯(lián)質譜法同時測定動物源性食品中24種β2-受體激動劑殘留量的檢測方法，采用的同位素內標為沙丁醇胺-d3、萊卡多巴胺-d9、克倫特羅-d9，該方法操作簡便，準確，快速，靈敏，可同時檢測24種β2-受體激動劑的殘留量。甘源[62]等建立了以GC-MS/MS、同位素內標法測定茶葉中9,10-蒽醌的方法，采用的同位素內標物為蒽醌-D8，該方法檢出限和定量限分別為0.003 mg/kg、0.01 mg/kg，能滿足對茶葉中9,10-蒽醌的定性定量檢測，凝膠色譜(GPC)凈化茶葉樣品，操作簡單，適于批量操作。王煉[63]等建立了一種同位素內標-液相色譜-串聯(lián)質譜測定水果中11種農藥的方法，定量限和檢出限分別在2 ng/kg～2.2 μg/kg和0.4 ng/kg～0.66 μg/kg，可滿足實驗室對食品中農藥殘留的檢測要求。張秀堯[64]等建立了以d3-甲基汞作為內標物測定水產品中甲基汞和乙基汞的氣相色譜質譜聯(lián)用分析方法，樣品的檢出限為0.1 μg/kg ～ 0.3 μg/kg(S/N=3)。該方法靈敏，準確，可用于水產品中甲基汞和乙基汞的測定。上海化工研究院[65]采用同位素稀釋質譜法,結合固相萃取技術，建立了豬肉中克倫特羅、妥布特羅、溴布特羅、沙丁胺醇等4種β-受體激動劑殘留量的氣相色譜-串聯(lián)質譜(GC-MS/MS)檢測方法，方法最低檢測限為0.13 μg/kg～0.40 μg/kg，最低定量限為0.40 μg/kg～1.27 μg/kg。王煉[66]等建立了動物源性食品中6種玉米赤霉醇類化合物殘留量的同位素稀釋-液相色譜-串聯(lián)質譜的檢測方法，采用的內標物為玉米赤霉烯酮-13C18，該方法檢出限和定量限分別為0.03 μg/kg～0.07 μg/kg和0.10 μg/kg～0.24 μg/kg，適用于動物源性食品中玉米赤霉醇類物質的檢測。賈玉珠[67]等建立了LC-MS/MS法同時檢測動物組織中11種β2興奮劑(沙丁胺醇、特布他林、塞曼特羅、塞布特羅、萊克多巴胺、克侖特羅、溴布特羅、苯氧丙酚胺、馬布特羅、馬賁特羅、溴代克侖特羅)的方法，采用克侖特羅-D9，沙丁胺醇-D3為內標物，方法檢出限<0.05 μg/kg、定量限<0.2 μg/kg，適合對動物性食品中β2受體激動劑殘留的分析檢測。管健[68]等建立了以同位素標記克侖特羅-D9，沙丁胺醇-D3作內標，GC-MS測定動物源食品中4種β2-興奮劑含量的分析方法。該方法最低檢出濃度達1.0 μg/kg，方法準確性好、靈敏度高、簡便、快速，為動物源食品中β2-興奮劑的檢測提供了可參考的分析方法。

3.2 食品中非法及濫用添加劑、遷移污染物及毒素的檢測

食品中允許合法的使用添加劑，食品安全國家標準《GB 2760-2011食品添加劑使用標準》[69]中對食品添加劑的定義為“為改善食品品質和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或者天然物質”。非法添加劑是指在食品中添加法律、法規(guī)上明令禁止用于食品生產的物質，如塑化劑、蘇丹紅、吊白塊、三聚氰胺、敵敵畏等，在食品中使用就屬于違法添加，無論用量多少；濫用添加劑是指在食品中允許使用的食品添加劑，但超量或超范圍使用。我國為了規(guī)范食品添加劑的使用，制定了一系列的法律法規(guī)及標準，應用同位素稀釋質譜法檢測食品中痕量或微量非法及濫用添加劑的分析方法也起到了越來越重要的作用。

《SN/T 3032-2011出口食品中三聚氰胺和三聚氰酸檢測方法 液相色譜-質譜/質譜法》[70]中采用同位素稀釋質譜技術，以穩(wěn)定同位素標記三聚氰胺和三聚氰酸為內標，采用液相色譜-質譜/質譜法測定，動物源性食品中三聚氰胺檢測限為20.0 μg/kg，三聚氰酸檢測限為50.0 μg/kg；植物源性食品及奶粉、煉乳等奶制品中三聚氰胺檢測限為50.0 μg/kg，三聚氰酸檢測限為100.0 μg/kg。

食品安全國家標準《GB 5009.271-2016食品中鄰苯二甲酸酯的測定》[71]中規(guī)定了食品中16種鄰苯二甲酸酯類物質含量的氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)的測定方法，采用16種氘代同位素的鄰苯二甲酸酯內標，利用同位素稀釋質譜法16種塑化劑的殘留，本方法的定量限為：鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)定量限為0.3 mg/kg，除DBP外其他15種鄰苯二甲酸酯定量限均為0.5 mg/kg。

食品安全國家標準《GB 5009.191-2016食品中氯丙醇及其脂肪酸酯含量的測定》[72]中采用同位素稀釋技術，以3-氯-1,2-丙二醇-D5(3-MCPD-D5)為內標，以七氟丁?；溥蜓苌捎脷庀嗌V-質譜儀測定，內標法定量，食品中3-氯-1,2-丙二醇的檢出限為0.005 mg/kg，定量限為0.01 mg/kg。

《GB 5009.205-2013食品中二噁英及其類似物毒性當量的測定》[73]中應用高分辨氣相色譜-高分辨質譜聯(lián)用技術，以目標化合物的同位素標記化合物(PCDD/Fs-13C12、1,2,3,4-TCDD-13C12、1,2,3,7,8,9-HxCDD-13C12)為定量內標，采用穩(wěn)定性同位素稀釋法準確測定食品中2,3,7,8位氯取代的PCDD/Fs和DL-PCBs的含量，方法檢測限為2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英(2,3,7,8-TCDD)和2,3,7,8-四氯代二苯并呋喃(2,3,7,8-TCDF)為0.04 ng/kg、八氯代二苯并二噁英(OCDD)和八氯代二苯并呋喃(OCDF)為0.40 ng/kg、其余PCDD/Fs為0.20 ng/kg、DL-PCB為1.00 ng/kg。

《GB 5009.190-2014食品安全國家標準 食品中指示性多氯聯(lián)苯含量的測定》[74]中應用穩(wěn)定性同位素稀釋技術，在試樣中加入13C12標記的PCBs作為定量標準，使用氣相色譜-低分辨質譜聯(lián)用儀，以四極桿質譜選擇離子監(jiān)測(SIM)或離子阱串聯(lián)質譜多反應監(jiān)測(MRM)模式進行分析，內標法定量，各目標化合物定量限為0.5 μg/kg，適用于魚類、貝類、蛋類、肉類、奶類及其制品等動物性食品和油脂類試樣中指示性PCBs的測定。

3-氯-1,2-丙二醇(3-MCPD)是在生產酸水解植物蛋白(HVP)過程中殘留的甘油三酯氯化產生的污染物，經毒理學驗證，3-MCPD對人體具有致癌作用。國際上對3-MCPD的檢測方法要求采用最靈敏的檢測手段來達到技術上盡可能低的檢出水平，并推薦采用穩(wěn)定性同位素內標以提高分析結果的準確。我國現(xiàn)行標準也推薦采用同位素稀釋質譜法[75]。王悅宏[76]等采用同位素稀釋氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)法，試樣中加入3-氯-1,2-丙二醇的氘代同位素作為內標，采用選擇離子監(jiān)測(SIM)模式進行定性定量分析，檢出限達到0.010 mg/kg。

黃挺[77]等以氘代煙酰胺為內標物，采用液相色譜-同位素稀釋質譜法(LC-IDMS)測定了配方奶粉中煙酰胺的含量。測定結果的相對標準偏差為0.94%。方法的準確性高、特異性高、重復性好，可實現(xiàn)復雜基體中維生素含量的準確測定。參加國際比對實驗CCQM-P78，結果與國際實驗室的結果等效一致。

伍競成[78]等采用同位素內標稀釋法-氣相色譜質譜聯(lián)用法對方便面調味品(包括調味粉包、固體食物包和調味醬包)中的PAEs和DEHA進行測定，在方法過程中采用同位素內標進行校正，使17種化合物定量更準確，適用于高色素高脂肪類食品類的檢測。上?；ぱ芯吭篬79]利用自制的氘代鄰苯二甲酸二甲酯(DMP-D6)和氘代鄰苯二甲酸二乙酯(DEP-D10)為內標，利用三重四級桿氣相色譜質譜聯(lián)用儀( GC-MS /MS)，建立了白酒中鄰苯二甲酸二甲酯( DMP)和鄰苯二甲酸二乙酯( DEP)的檢測方法。其中，DMP和DEP的檢測限分別為0.25 ng/mL和0. 1 ng/mL，定量限為0.75 ng/mL和0.38 ng/mL，可滿足白酒中DMP、DEP塑化劑的檢測需求。

劉柱[80]等采用同位素內標定量，建立了谷物及其制品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、去環(huán)氧脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的同位素稀釋-超高效液相色譜-線性離子阱串聯(lián)質譜(UHPLC-QTRAP-MS/MS)定性確證和定量測定方法，檢出限為0.1 μg/kg，定量限為0.3 μg/kg，適用于谷物及其制品中嘔吐毒素及其衍生物和代謝物的快速確證和定量測定。

耿寧[81]等利用同位素內標和HPLC-MS/MS法建立同時檢測嬰幼兒食品中4種雙酚類化合物(BPA、BPB、BPF和BPS)殘留量的分析方法，并對方法的準確度和精密度進行科學評價，LOD達1.5 μg/kg，且方法回收率高、精密度良好，能夠滿足嬰幼兒食品中雙酚類化合物的定性與定量檢測要求。其余采用同位素稀釋質譜法測定食品中遷移污染物及毒素的標準列于表2。

表2 采用同位素稀釋質譜法測定食品中遷移污染物及毒素的標準Table 2 Standard for the determination of migrated pollutants and toxins in food by Isotope dilution Mass Spectrometry

續(xù)表2

4 展望

隨著我國社會經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，食品安全問題已成為全社會關注的焦點。食源安全問題不僅與廣大人民群眾的健康息息相關，同時對國家安全、經濟發(fā)展、社會穩(wěn)定有著重大影響。穩(wěn)定同位素技術近年來進步較大，應用越來越廣泛?；诜€(wěn)定同位素的溯源技術對于確保動物源食品的安全，杜絕地理標志保護產品的摻雜摻假具有不可替代重要的作用。食品溯源技術正逐漸由單一技術的應用轉變?yōu)閮蓚€或多個技術聯(lián)合，如穩(wěn)定同位素技術與多元素分析技術結合，加大數(shù)據(jù)庫的建立和積累，將測定結果與化學計量分析結合可得到更好、更準確的判別結果，這些都說明穩(wěn)定性同位素溯源技術具有廣闊的應用前景。利用穩(wěn)定同位素內標試劑結合同位素稀釋質譜法檢測痕量、超痕量有毒有害物質的技術越來越廣泛地得到應用，市場需要更多更好的穩(wěn)定同位素標記試劑支持這一技術的拓展。隨著穩(wěn)定同位素技術的發(fā)展，相關理論不斷完善，其必將在食品安全領域成為至關重要的應用技術之一。