徐洪文，徐 華，朱 瑜，葉永麗，孫嘉笛,，孫秀蘭,，張曉娟

（1.江南大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品質(zhì)量與安全協(xié)同創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無(wú)錫 214122；2.廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司，廣東 廣州 510627；3.漢中市質(zhì)量技術(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)中心，陜西 漢中 723000）

真菌毒素是指產(chǎn)毒真菌形成和釋放的能產(chǎn)生毒性作用的次級(jí)代謝產(chǎn)物[1-2]?，F(xiàn)已知的真菌毒素有300～400 種，常見(jiàn)的有黃曲霉毒素（aflatoxins，AFs）、赭曲霉毒素（ochratoxins，OTs）、玉米赤霉烯酮（zearalanone，ZEA）、單端孢霉烯族類毒素和伏馬毒素（fumonisins，F(xiàn)Bs）等。當(dāng)人或動(dòng)物攝入超過(guò)一定限量的真菌毒素后，會(huì)對(duì)其腎臟、肝臟及生殖器官等造成不同程度的損害，危害生命健康[3-5]。真菌毒素污染可發(fā)生在各種糧食作物、植物及其產(chǎn)品的儲(chǔ)藏、制備與生產(chǎn)過(guò)程中[6-7]，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，真菌毒素在我國(guó)中藥材及其制劑中也有污染，嚴(yán)重威脅生命健康[8-9]。食品中真菌毒素含量的檢測(cè)對(duì)食品安全監(jiān)管及疾病預(yù)防控制有著重大意義，因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、靈敏、穩(wěn)定性好以及經(jīng)濟(jì)環(huán)保的檢測(cè)方法成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

真菌毒素的檢測(cè)多為痕量檢測(cè)，且受污染的食品樣品基質(zhì)大多成分復(fù)雜，增大了檢測(cè)難度，因此其前處理技術(shù)很大程度上決定了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。樣品前處理是分析食品復(fù)雜基質(zhì)的基礎(chǔ)，可以富集和分離目標(biāo)分析物，從而減少基質(zhì)效應(yīng)和對(duì)目標(biāo)組分的干擾，是食品樣品分析中的重要環(huán)節(jié)[10-12]。提取和凈化是真菌毒素樣品前處理技術(shù)中常用的操作，常見(jiàn)的提取、凈化方法包括液液提?。╨iquid-liquid extraction，LLE）法、固相萃?。╯olid-phase extraction，SPE）法、免疫親和層析法、凝膠滲透色譜法、固相微萃取（solid-phase microextraction，SPME）法、濁點(diǎn)萃取法、直接稀釋法、分散液液微萃取法、QuEChERS（quick、easy、cheap、effective、rugged、safe）快速樣品前處理技術(shù)等[13-15]。其中LLE法存在有機(jī)溶劑消耗量大的缺點(diǎn)[16-17]；SPE法盡管選擇性高和特異性強(qiáng)，但是其價(jià)格昂貴，不能重復(fù)使用，且只能凈化一種或一類真菌毒素，同時(shí)由于吸附劑對(duì)部分目標(biāo)物有一定的吸附作用，會(huì)造成部分真菌毒素的回收率偏低[18-19]；凝膠滲透色譜法可有效去除色素、脂肪等大分子干擾物，但同樣存在溶劑純化系統(tǒng)價(jià)格昂貴、有機(jī)溶劑消耗量大的問(wèn)題[20]；SPME法的主要缺點(diǎn)是萃取容量小。相對(duì)來(lái)說(shuō)，磁性固相萃?。╩agnetic solid-phase extraction，MSPE）技術(shù)是解決樣品基質(zhì)復(fù)雜等問(wèn)題的有效預(yù)處理手段之一，它適用的目標(biāo)檢測(cè)物范圍更廣，抑制了樣品基質(zhì)的影響，提高了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性和樣品前處理的效率，具有快速高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的特點(diǎn)[21-22]。本文總結(jié)了近年來(lái)以修飾或改性磁性納米顆粒（magnetic nanoparticles，MNPs）作為MSPE吸附劑的功能材料在食品真菌毒素檢測(cè)中的應(yīng)用研究，以期為食品安全分析中真菌毒素檢測(cè)和質(zhì)量控制提供參考。

1 MSPE技術(shù)原理

1.1 MSPE流程

MSPE技術(shù)是一種基于磁相互作用的SPE樣品制備技術(shù)[23-25]，如圖1所示，在MSPE過(guò)程中，磁性吸附劑被分散在含有目標(biāo)分析物的樣品溶液或懸浮液中，在超聲、高速均質(zhì)或漩渦振蕩等提取條件下，磁性吸附劑將樣品溶液中的待測(cè)分析物富集在自身表面，然后，在外部施加磁場(chǎng)的作用下含有待測(cè)分析物的磁性吸附劑被分離出來(lái)，經(jīng)甲醇/乙腈等洗脫劑將目標(biāo)分析物從磁性吸附劑上洗脫下來(lái)[26]，再通過(guò)色譜分析技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)[27-29]?；诖判晕絼┨赜械碾x散性質(zhì)，研究人員可以通過(guò)增強(qiáng)目標(biāo)分析物與磁性吸附劑的分子間擴(kuò)散來(lái)促進(jìn)相分離，進(jìn)而更快速地完成目標(biāo)分析物的相轉(zhuǎn)移，提高萃取效率。利用外磁場(chǎng)代替過(guò)濾或高速離心從樣品溶液中分離出磁性吸附劑，使樣品前處理過(guò)程簡(jiǎn)單方便。此外，這種磁性吸附劑很容易功能化，從而提高磁性吸附劑對(duì)目標(biāo)分析物的選擇性[30-32]。綜上所述，MSPE技術(shù)是一種易操作、效率高且環(huán)保的食品樣品前處理技術(shù)。

圖1 MSPE技術(shù)流程圖[26]Fig.1 Flow diagram of MSPE[26]

1.2 MNPs的制備

磁性吸附劑是由MNPs及MNPs表面修飾的功能材料組成。近年來(lái)開(kāi)發(fā)新型高效、綠色環(huán)保的磁性吸附材料成為重要的研究課題。磁性吸附劑一般具有典型的核-殼結(jié)構(gòu)，其他類型包括雜化和摻雜磁性材料[33-34]（圖2[35]）。MNPs對(duì)任何類型的磁性吸附劑都是必不可少的，MNPs的磁性成分包括金屬（Fe、Co、Ni及其氧化物MFe2O4，M可為Fe、Co、Cu、Mn等）和合金（Fe-Co、Ni-Fe等）。此外，在以往的研究中MNPs粒徑通常為1～100 nm，研究表明MNPs粒徑會(huì)影響吸附效率。選擇合適的MNPs合成方法重要且具有挑戰(zhàn)性，目前MNPs的合成方法主要包括化學(xué)共沉淀法、水熱合成法、溶劑熱法和微乳液法[36-38]。

圖2 代表性的磁性吸附劑的結(jié)構(gòu)示意圖[35]Fig.2 Schematic diagram of representative magnetic adsorbents[35]

化學(xué)共沉淀法是一種可簡(jiǎn)單、有效制備MNPs的方法。在惰性氣體中和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，向Fe2+/Fe3+的鹽溶液中加入一定濃度的堿性溶液調(diào)節(jié)pH值，然后保持恒定的溫度，勻速攪拌反應(yīng)一定時(shí)間后，通過(guò)離子反應(yīng)形成Fe3O4磁性納米粒子[39]。因其反應(yīng)條件溫和、成本低廉、工藝簡(jiǎn)單成熟，可以制備能進(jìn)一步官能化的Fe3O4，因此得到了廣泛的應(yīng)用[40]。水熱合成法是通過(guò)對(duì)反應(yīng)釜外部進(jìn)行加熱，使其內(nèi)部溫度升高和壓力增大而形成結(jié)晶物[41]。該方法效率高，制備的MNPs粒徑和形狀可控，粒徑分布窄而均勻，但具有較強(qiáng)的疏水性和較差的生物相容性。溶劑熱法由于原料易得、分散性好及產(chǎn)物粒徑均勻等特點(diǎn)成為制備MNPs常用方法，但合成時(shí)間較長(zhǎng)[42]。微乳液法是通過(guò)制備微乳液然后在表面活性劑的作用下，改變油相、水相和表面活性劑的用量，進(jìn)而合成磁性納米材料，該方法制備的微球粒徑均勻，分散性、選擇性好[43]。

1.3 磁性納米材料的修飾

將磁性納米材料成功地運(yùn)用到食品樣品的檢測(cè)分析中，要求MNPs本身在具體的使用環(huán)境下具備比較好的穩(wěn)定性，因此通常需要在MNPs的表面進(jìn)行修飾或改性。這樣既可以防止MNPs被氧化，又能減少M(fèi)NPs團(tuán)聚的現(xiàn)象，還可以為MNPs表面的化學(xué)修飾提供平臺(tái)。由于MSPE的吸附機(jī)理與SPE相似，兩者都是基于吸附劑特異的官能團(tuán)與目標(biāo)分析物之間的相互作用，因此磁性吸附劑的吸附效率和選擇性高低主要取決于分子間幾種作用力的綜合作用（范德華力、偶極子-偶極子、疏水作用、氫鍵、色散力、螯合力、靜電力）[44-45]。近年來(lái)，具有更高選擇性和萃取效率的磁性納米復(fù)合材料的制備成為研究熱點(diǎn)。目標(biāo)組分含有芳香族基團(tuán)和烷基基團(tuán)的MNPs表面修飾主要是基于磁性吸附劑和非極性目標(biāo)分析物之間的疏水作用、范德華力和π-π相互作用；在極性目標(biāo)分析物中，吸附劑和極性目標(biāo)分析物之間作用力主要是偶極-偶極和氫鍵，在這種情況下，表面修飾MNPs的功能材料含有極性官能團(tuán)。此外，其他功能性材料如金屬氧化物、有機(jī)材料等還可以通過(guò)金屬螯合形成π-共軛聚合物和配位化合物對(duì)MNPs表面進(jìn)行修飾。在對(duì)MNPs進(jìn)行修飾時(shí)，還應(yīng)考慮分子間空間位阻和尺寸效應(yīng)，以進(jìn)一步提高吸附效率和吸附選擇性，同時(shí)對(duì)于增強(qiáng)MNPs表面耐酸堿性能防止被氧化的修飾材料應(yīng)優(yōu)先選擇，以提高磁性吸附劑循環(huán)使用次數(shù)，有利于降低成本[46-48]。目前表面修飾或改性MNPs的功能材料常用的包括無(wú)機(jī)材料（碳材料和金屬氧化物等）、有機(jī)材料（聚合物材料和非聚合物材料）和其他特殊材料（金屬有機(jī)骨架化合物）（圖3）。

圖3 修飾MNPs的功能材料Fig.3 Functional materials for modified magnetic nanoparticles

2 無(wú)機(jī)材料表面修飾MNPs及其在食品真菌毒素分析中的應(yīng)用

無(wú)機(jī)材料二氧化硅（SiO2）是一種良好的修飾材料，具有化學(xué)穩(wěn)定性好和熱穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，是一種常用的MNPs修飾材料。磁性碳基材料是近年來(lái)發(fā)展的一種新型磁性吸附材料。其中碳納米管和石墨烯由于其特殊的離域電子系統(tǒng)對(duì)大多數(shù)碳基環(huán)狀結(jié)構(gòu)化合物有著更高的吸附能力，在食品樣品真菌毒素提取和預(yù)濃縮中的應(yīng)用研究較多，結(jié)合色譜技術(shù)聯(lián)用后常用于實(shí)際樣品中真菌毒素的分析。

2.1 氧化硅基磁性吸附劑

SiO2作為一種非金屬氧化物，在硅烷化試劑和堿性條件下通過(guò)水解和縮合反應(yīng)將SiO2修飾在MNPs表面，通過(guò)較高活性的硅羥基與其他官能團(tuán)之間反應(yīng)，合成具有能夠吸附目標(biāo)分析物的磁性吸附劑。SiO2磁性吸附材料因具有生物相容性好、化學(xué)穩(wěn)定性高和耐酸性強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來(lái)在食品樣品中多種真菌毒素分析漸成熱點(diǎn)，尤其是對(duì)食品樣品中AFs、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）及伏馬毒素B1（fumonisin B1，F(xiàn)B1）的萃取。Zhao Yan等[49]合成一種具有選擇性高的Fe3O4＠SiO2＠SiO2磁性納米復(fù)合材料作為MSPE吸附劑，用于植物油中FB1、DON和赭曲霉毒素A（ochratoxin A，OTA）提取、富集研究。結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（ultra-high performance liquid color-tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）定量分析FB1、DON和OTA。Fe3O4＠SiO2＠SiO2磁性納米復(fù)合材料中Fe3O4的表面包覆了雙層SiO2外殼，因而具有良好的耐酸性能，并且可以循環(huán)利用，同時(shí)硅基的包覆也增加了磁性納米材料的穩(wěn)定性和親水性，成熟的硅烷化反應(yīng)技術(shù)也為SiO2層的表面修飾和應(yīng)用提供了重要保障。Manafi等[50]通過(guò)表面活性劑雙巰基乙酸乙二醇酯（ethylene glycol bis(mercaptoacetate)，EGBMA）在Fe3O4＠SiO2表面進(jìn)行修飾，制備出一種新型磁性納米復(fù)合材料并應(yīng)用于小麥中AFs的凈化富集處理。結(jié)合熒光分光光度法對(duì)小麥樣品中黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）、黃曲霉毒素B2（aflatoxin B2，AFB2）、黃曲霉毒素G1（aflatoxin G1，AFG1）和黃曲霉毒素G2（aflatoxin G2，AFG2）進(jìn)行檢測(cè)。與傳統(tǒng)的前處理技術(shù)相比，MSPE技術(shù)操作更簡(jiǎn)單，萃取效率更高，節(jié)約了時(shí)間成本。

2.2 碳材料磁性吸附劑

碳材料由于具有生物相容性好，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，常用于MNPs表面修飾，不僅防止了MNPs表面發(fā)生氧化或腐蝕，也防止其發(fā)生團(tuán)聚作用。碳材料表面修飾MNPs，一般是利用碳材料本身或其官能團(tuán)的疏水性、共軛結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，依靠π-π鍵、氫鍵等作用吸附，可以得到良好的富集效果，因此在MNPs改性用于樣品前處理方面，碳材料發(fā)揮了很大的作用。在目前所使用的碳材料中，石墨烯和碳納米管因具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)成為研究重點(diǎn)并越來(lái)越多的應(yīng)用于食品樣品中真菌毒素的凈化富集。Thongprapai[51]、Barbera[52]、Li Wenkui[53]等分別制備了不同種類的磁性吸附劑，與色譜分析技術(shù)聯(lián)用后用于食品樣品中AFs、OTA以及玉米赤霉酮（zearalenone，ZEN）的含量分析，并用高分辨率透射電子顯微鏡（high resolution transmission electron microscope，TEM）、掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）及傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）分析表征了制備的磁性納米復(fù)合材料。研究證明新合成的磁性納米復(fù)合材料與傳統(tǒng)的萃取材料相比具有萃取效率高、溶劑用量少的優(yōu)勢(shì)，有很大的應(yīng)用前景。Yu Li等[54]通過(guò)溶劑熱法表面修飾Fe3O4磁性納米顆粒，并以此作為MSPE的吸附劑結(jié)合高效液相色譜-柱后光化學(xué)衍生熒光法應(yīng)用于食用植物油中AFB1和AFB2的測(cè)定。該方法具有簡(jiǎn)便、快速、高效等優(yōu)點(diǎn)，是一種常規(guī)準(zhǔn)確測(cè)定油脂中AFB1和AFB2的分析方法。但該方法僅適用于油脂中AFB1和AFB2的分析，對(duì)于油脂中多種毒素的分析還有待深入研究。Wang Yutang等[55]采用溶劑熱法制備了石墨烯/Fe3O4磁性石墨烯納米吸附材料，并對(duì)吸附劑用量、洗脫時(shí)間及pH值等進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了最佳萃取條件。在最佳萃取條件下，對(duì)蘋果汁中展青霉素（patulin，PAT）進(jìn)行萃取富集，結(jié)合高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法對(duì)提取的PAT水平進(jìn)行測(cè)定。該方法克服了傳統(tǒng)前處理凈化法中如操作繁瑣、耗時(shí)耗溶劑、成本高等缺點(diǎn)，已成為蘋果汁樣品中PAT含量檢測(cè)的常用方法之一。Ma Shuai等[56]采用化學(xué)共沉淀法合成了Fe3O4磁性納米顆粒，在堿性條件下與多壁碳納米管發(fā)生復(fù)合作用形成一種磁性納米復(fù)合材料，并將其作為QuEChERS萃取劑，建立MSPE-QuEChERS-UPLC-MS/MS技術(shù)用于谷物中20 種真菌毒素的分析。通過(guò)對(duì)吸附劑種類和用量等的優(yōu)化確定了最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件，并用于實(shí)際樣品中多種真菌毒素的痕量分析。結(jié)果表明該方法檢出限低（0.002 1～5.445 7 μg/kg），可滿足谷物中多種真菌毒素的監(jiān)測(cè)要求。Zhao Yan等[57]采用MSPE技術(shù)將聚乙二醇修飾的多壁碳納米管磁性納米復(fù)合材料作為吸附劑應(yīng)用于牛奶和酸乳中真菌毒素（AFs、OTA、ZEN及其衍生物）的提取富集，方法靈敏度高和選擇性好。

氧化硅基和碳材料表面修飾MNPs作為MSPE吸附劑在食品樣品中AFs、OTA、ZEN等多種真菌毒素的提取、凈化、富集等過(guò)程具有重要的作用。其中SiO2可以起到將有機(jī)物和無(wú)機(jī)材料嫁接的作用，形成具有多種功能的氧化硅基磁性納米材料；碳納米管和石墨烯作為吸附劑在食品真菌毒素分析中應(yīng)用研究頗多，但由于基質(zhì)干擾的存在，其應(yīng)用也受到一定限制，尤其是在復(fù)雜食品成分中真菌毒素痕量分析。因此，對(duì)碳納米管和石墨烯表面修飾MNPs的方法需要加以改進(jìn)，以提高磁性納米復(fù)合材料的吸附性能。此外，諸如石墨化炭黑、活性炭等碳材料的應(yīng)用也有待進(jìn)一步研究。

3 有機(jī)材料表面修飾MNPs及其在食品真菌毒素分析中的應(yīng)用

有機(jī)材料分散性好，可減少M(fèi)NPs的團(tuán)聚作用以及MNPs之間的偶極-偶極相互作用，有效防止MNPs氧化，增強(qiáng)納米材料的磁性。近年來(lái)如印跡型磁性吸附劑、表面活性劑和有機(jī)分子表面修飾MNPs吸附材料在食品樣品中諸如AFs、OTA以及桔霉素（citrinin，CIT）等真菌毒素分析中的應(yīng)用得到了重視。

3.1 聚合物材料磁性吸附劑

3.1.1 分子印跡型磁性吸附劑

印跡型磁性吸附劑吸附機(jī)理是通過(guò)模板分子（目標(biāo)分析物）和高分子單體之間共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵通過(guò)交叉偶聯(lián)聚合反應(yīng)形成復(fù)合型聚合物，再加入相應(yīng)的交聯(lián)劑以及適當(dāng)?shù)南疵搫⒛繕?biāo)分析物從聚合物中洗脫下來(lái)；也可以根據(jù)官能團(tuán)之間的特異性吸附，選擇性地提取目標(biāo)組分，從而提高檢測(cè)的靈敏度和選擇性。印跡型磁性吸附劑近年來(lái)在食品真菌毒素檢測(cè)中的應(yīng)用逐漸增多。Wu Chaojun[58]、Hu Meihua[59]、Pan Shengdong[60]等利用化學(xué)共沉淀方法制備了超順Fe3O4磁性納米顆粒，再借助納米孔碳芯彎管、聚多巴胺等修飾材料，結(jié)合超聲輔助和沉淀聚合法制備了分子印跡聚合物（molecular imprinted polymers，MIPs）修飾的磁性納米吸附劑，結(jié)合高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，HPLC-MS/MS）用于糧食作物中多種真菌毒素的含量檢測(cè)。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)除了增加磁性吸劑對(duì)目標(biāo)分析物的高度選擇性外，還避免了傳統(tǒng)固相萃取中的提取和富集兩個(gè)步驟，縮短了萃取時(shí)間，提高了萃取效率，而且在外加磁場(chǎng)作用下MIPs-Fe3O4可以很快地從樣品基質(zhì)中分離出來(lái)，該方法也具有良好的重現(xiàn)性。Urraca等[61]以2-萘酸為模板分子，N-3,5-雙(三氟甲基)苯基-N'-4-乙烯基苯脲和甲基丙烯酰胺為功能單體，甲基丙烯酸乙酯為交聯(lián)劑，表面修飾Fe3O4磁性納米顆粒。結(jié)合高效液相色譜-紫外檢測(cè)法測(cè)定大米樣品中的CIT。該方法對(duì)CIT表現(xiàn)出高選擇性，加標(biāo)大米樣品中CIT的回收率94%～98%，與SPE相比，該方法操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性高。Tan Lei等[62]通過(guò)虛擬分子標(biāo)記聚合物修飾磁性納米材料，將其作為MSPE技術(shù)中的吸附劑結(jié)合UPLC-MS/MS考察了玉米樣品中AFs（AFB1、AFB2、AFG1和AFG2）的萃取效率。研究表明，分子印跡技術(shù)的應(yīng)用增加了磁性吸附劑對(duì)目標(biāo)組分的選擇性；此外，若在樣品溶液中加入磁性吸附劑也可有效避免傳統(tǒng)萃取中復(fù)雜的操作步驟；由于MIPs-Fe3O4具有吸附效率高、分析速率快、吸附劑可重復(fù)利用等優(yōu)勢(shì)，有效地節(jié)約了分析時(shí)間和成本。

3.1.2 有機(jī)高分子磁性吸附劑

有機(jī)高分子材料生物相容性好，通過(guò)其對(duì)MNPs進(jìn)行表面修飾后，可以有效解決MNPs存在的生物相容性差、穩(wěn)定性差和容易氧化等缺點(diǎn)。被有機(jī)高分子材料修飾的MNPs作為MSPE技術(shù)中的磁性吸附劑在食品樣品前處理中已被較多地應(yīng)用于真菌毒素的檢測(cè)。何曉明等[63]通過(guò)水熱法和多巴胺的自我團(tuán)聚制備了聚多巴胺＠磁性石墨烯納米復(fù)合材料，結(jié)合HPLC-MS/MS用于植物油中多種真菌毒素的含量測(cè)定?？疾炝宋絼┯昧?、萃取時(shí)間、pH值、離子強(qiáng)度、洗脫試劑種類和用量等影響吸附效率的因素。在最優(yōu)條件下，方法準(zhǔn)確性和靈敏度高，且吸附劑可循環(huán)使用，操作簡(jiǎn)單，為植物油中多種真菌毒素的測(cè)定提供了一種新的前處理方法。Liu Hongmei[64]、Mccullum[65]等分別采用適配體功能化的磁性瓊脂糖微球（magnetic agarose microspheres，MAM）和聚多巴胺修飾MNPs，制備了不同的磁性納米復(fù)合材料。前者是利用MAM對(duì)AFB1和AFB2的親和捕獲，后者是用聚多巴胺包覆超順磁性Fe3O4納米顆粒從液體食品樣品中提取AFs，結(jié)合HPLC-MS/MS應(yīng)用于食品樣品中AFs的分析。近年來(lái)，有機(jī)高分子還與分子印跡技術(shù)相結(jié)合共同修飾MNPs，融MSPE與分子印跡的高選擇性于一體，其檢測(cè)結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。Turan等[66]采用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)，在MNPs表面合成了具有高度選擇性的寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-分子印跡聚合物（oligoethylene glycol methyl ether methacrylatemolecularly imprinted polymers，OEGMA-MIPs-Fe3O4），利用分子印跡生物相容性和MNPs特異性識(shí)別OTA，與紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)聯(lián)用后用于葡萄汁中OTA檢測(cè)。該方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.13%～6.25%，回收率為97.1%～97.4%，因此，MIP-MNPs對(duì)目標(biāo)毒素OTA顯示出很高的親和力，在食品樣品的凈化應(yīng)用方面具有很大的潛力。

3.2 非聚合物材料磁性吸附劑

3.2.1 表面活性劑磁性吸附劑

表面活性劑常用的十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨和十二烷基硫酸鈉修飾的磁性微球，無(wú)論是形成半膠束還是吸附膠束聚體，都不僅可以提供疏水性吸附力，還可以提供靜電吸附力。相比碳修飾材料，這類磁性吸附劑對(duì)有機(jī)鹽類分子有更好的吸附性。近年來(lái)，表面活性劑修飾磁性微球作為MSPE技術(shù)中的吸附劑在液體食品真菌毒素的分析中研究較多。Taherimaslak等[67]通過(guò)EGBMA和3-(三甲氧基硅烷基)-1-丙硫醇表面修飾Fe3O4磁性納米顆粒，作為MSPE吸附劑，用于牛奶中黃曲霉毒素M1（aflatoxin M1，AFM1）的萃取和富集，同時(shí)研究并優(yōu)化了影響AFM1萃取效率的因素；獲得了最佳的萃取條件，并得到了較高的回收率（90%～102%）。Yu Youwei等[68]依靠分子間π-π鍵作用，在Fe3O4表面修飾苯并呋喃-2-羧酸，并以此作為吸附劑用于蘋果汁中PAT的預(yù)濃縮；通過(guò)X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）、SEM以及FTIR對(duì)合成的磁性納米材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明，新合成的磁性納米材料粒徑均勻，具有高磁性。目前該技術(shù)已成功地應(yīng)用于蘋果汁樣品中PAT的提取和凈化，該技術(shù)優(yōu)于大多數(shù)傳統(tǒng)的前處理技術(shù)。

3.2.2 有機(jī)小分子磁性吸附劑

有機(jī)小分子修飾可以充分保持MNPs的基本特性，有效改善MNPs的生物相容性。借助于酯化反應(yīng)、硅烷化偶聯(lián)反應(yīng)和配位反應(yīng)等將有機(jī)小分子修飾到MNPs的表面，可使MNPs表面具有—COOH、—NH2、—OH和－SH等功能基團(tuán)。帶有這些功能基團(tuán)的磁性復(fù)合材料具有一定的化學(xué)選擇性，可以直接分離富集食品樣品中的目標(biāo)分析物。Amoli-Diva等[69]采用疏水的油酸修飾Fe3O4磁性納米顆粒作為MSPE吸附劑用來(lái)萃取樣品中的目標(biāo)毒素。建立了分散式液液微萃取-渦流輔助疏水性MNPs兩步法樣品前處理技術(shù)用于牛奶樣品中AFM1的分析。研究并優(yōu)化了影響前處理效率的參數(shù)以及AFM1信號(hào)增強(qiáng)的主要參數(shù)；盡管該方法與其他檢測(cè)方法比較而言，具有操作簡(jiǎn)便、有機(jī)試劑用量少、萃取時(shí)間短、檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn)，但方法應(yīng)用也受到一定的限制，不能對(duì)多種真菌毒素進(jìn)行同時(shí)萃取。Hashemi等[70]通過(guò)在Fe3O4磁性納米顆粒表面修飾2-氨基-5-巰基-1,3,4-噻二唑-3-(三甲氧基硅烷基)-1-丙硫醇，建立了一種能夠同時(shí)測(cè)定大米樣品中AFB1和AFB2的高效液相色譜-熒光檢測(cè)（high performance liquid chromatography-fluorescence detection，HPLC-FLD）法。該方法集樣品提取、凈化和富集過(guò)程于一體，分析時(shí)間（9 min）比免疫親和層析凈化法（35 min）更短，該磁性吸附劑制備簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、可重復(fù)利用。方法對(duì)AFB1和AFB2吸附效率高是基于吸附劑表面具有氨基和巰基等特異性基團(tuán)可以和AFB1和AFB2內(nèi)酯環(huán)上的羰基基團(tuán)發(fā)生特異性作用的結(jié)果。Hashemi等[71]利用酯化反應(yīng)將正硅酸乙酯包覆在Fe3O4磁性納米顆粒表面，制備了新的磁性吸附材料并將其作為MSPE吸附劑，建立了MSPE-分散液液微萃取樣品前處理技術(shù)，結(jié)合熒光分光光度法研究了對(duì)玉米樣品中ZEN的吸附效率。該方法具有回收率高（93.4%～103.1%）、檢測(cè)限低（0.28 μg/kg）、方法準(zhǔn)確性高以及經(jīng)濟(jì)環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。Mashhadizadeh等[72]通過(guò)在Fe3O4磁性納米顆粒表面包覆3-(三甲氧基硅烷基)-1-丙硫醇，并經(jīng)EGBMA進(jìn)行表面修飾。優(yōu)化了影響吸附效率的主要參數(shù)，如吸附和洗脫時(shí)間、吸附劑用量等，并對(duì)共存干擾問(wèn)題進(jìn)行研究，得到了最佳吸附條件，同時(shí)對(duì)實(shí)際樣品中OTA進(jìn)行分析，方法吸附效率高。Hashemi等[73]借助硅烷化偶聯(lián)反應(yīng)制備了磁性納米材料，并將其用作吸附劑，研究其對(duì)牛奶中AFM1的吸附效率。該方法是基于磁性吸附劑萃取濃縮牛奶樣品中的AFM1，然后通過(guò)與三氟乙酸反應(yīng)將富集的AFM1衍生為AFM1半縮醛衍生物，進(jìn)行熒光光譜法檢測(cè)。目前該方法已成功應(yīng)用于加標(biāo)液態(tài)奶和天然污染液態(tài)奶中AFM1提取，并獲得了較高的加標(biāo)回收率（91.6%～96.1%）。結(jié)果表明該方法易操作、成本低、穩(wěn)定性高、受基質(zhì)干擾影響小，對(duì)液態(tài)樣品基質(zhì)和固態(tài)樣品基質(zhì)均適用。

有機(jī)材料對(duì)MNPs的修飾或改性成的磁性納米復(fù)合材料作為MSPE技術(shù)中的磁性吸附劑在真菌毒素前處理食品樣品分析中的應(yīng)用有著諸多優(yōu)勢(shì)，主要作用是去除或減少雜質(zhì)干擾、提取和濃縮目標(biāo)組分從而提高檢測(cè)的靈敏度和選擇性。對(duì)檢測(cè)效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和穩(wěn)定性有著直接影響。其中具有高吸附選擇性的印跡型分子和有機(jī)分子表面改性MNPs，可以提高磁性吸附劑的選擇性；在非聚合物材料中，表面活性劑與MNPs結(jié)合在一起形成的膠束或混合半膠束，具有比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性高和磁分離性能優(yōu)等特點(diǎn)。這些研究對(duì)新型MSPE材料的修飾具有重要的指導(dǎo)意義。

4 其他材料表面修飾MNPs及其在食品真菌毒素分析中的應(yīng)用

其他材料如離子液體（ionic liquid，IL）、單克隆抗體等功能材料表面修飾MNPs后作為MSPE吸附劑用于食品或動(dòng)物飼料樣品中諸如AFs、ZEN以及DON的富集、分離和提取，與UPLC-MS/MS或HPLC-FLD等色譜分析方法聯(lián)用后用于實(shí)際樣品中真菌毒素的分析。

4.1 離子液體型磁性吸附劑

IL結(jié)合磁性微球使用可以加快萃取后的分離過(guò)程，提高樣品前處理效率，并具有溶解和分散目標(biāo)分析物的能力[74]。Gao Shiqian等[75]通過(guò)在磁性沸石咪唑啉鹽框架-8（magnetic zeolite imidazolate framework-8，M/ZIF-8）合成體系中加入IL，可促進(jìn)二元咪唑的形成和M/ZIF-8的共修飾，進(jìn)而制備成M/ZIF-8磁性復(fù)合微球，應(yīng)用于牛奶樣品中AFB1、AFB2、AFG1和AFG2萃取，并通過(guò)SEM、TEM分析和BET方程、BJH孔徑分布曲線等表征了磁性納米復(fù)合材料ILM/ZIF-8的形貌和結(jié)構(gòu)特性，通過(guò)單變量和正交篩選研究了MSPE的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，再結(jié)合UPLC-MS/MS進(jìn)行了定量分析。方法檢出限為2.3～8.1 ng/L，定量限為7.5～26.7 ng/L。

4.2 抗體型磁性吸附劑

單克隆抗體表面修飾MNPs作為MSPE吸附劑對(duì)樣品中真菌毒素的萃取是近年來(lái)研究的新方向。Kim[76]、Lee[77]等制備了分別修飾有AFB1、ZEN和DON單克隆抗體的磁性納米材料并將其作為MSPE吸附劑，研究其對(duì)飼料中AFB1、ZEN和DON的吸附效果，并結(jié)合HPLC-FLD和高效液相色譜法-二極管陣列檢測(cè)器（high-performance liquid chromatography with diode-array detection，HPLC-DAD）分析方法用于飼料中AFB1、ZEN和DON的含量測(cè)定。該方法選擇性高、重復(fù)性好、分析時(shí)間短，是飼料中真菌毒素分析的一種新方法。但是此兩種方法并沒(méi)有表現(xiàn)出很大的差異，且目前僅限用于飼料中真菌毒素分析，因此，抗體型磁性吸附劑在擴(kuò)大樣品種類真菌毒素檢測(cè)方面還有很大的發(fā)展空間。Xie Jie等[78]合成了AF-mAb/CTS/Fe3O4磁性納米復(fù)合材料，并將其用于食品樣品中AFs的提取，其效率比傳統(tǒng)的免疫親和色譜法和固相萃取法高60 倍以上，此外，納米復(fù)合材料也顯示出優(yōu)異的選擇性和良好的可重復(fù)使用性。

IL磁性吸附劑在真菌毒素樣品前處理分析中的應(yīng)用目前研究較少，且主要集中于樣品中AFB1、AFB2、AFG1和AFG2的分析；抗體型磁性吸附劑主要應(yīng)用于飼料中單一毒素如ZEN、DON的分析。因此拓展IL和抗體材料表面修飾MNPs制備的新型納米復(fù)合材料應(yīng)用于食品樣品真菌毒素檢測(cè)尚待進(jìn)一步深入研究。

MPSE技術(shù)在食品真菌毒素分析中的應(yīng)用總結(jié)見(jiàn)表1，根據(jù)表1中的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)了MSPE技術(shù)應(yīng)用時(shí)針對(duì)的各類真菌毒素（圖4）。

表1 MSPE技術(shù)在食品真菌毒素分析中的應(yīng)用Table 1 Recent studies applying MSPE in the analysis of mycotoxins in foods

圖4 MSPE技術(shù)在各類食品真菌毒素分析中的應(yīng)用情況Fig.4 Species distribution of mycotoxins analyzed using MSPE in foods

5 結(jié) 語(yǔ)

功能材料表面修飾或改性MNPs作為MSPE技術(shù)中的磁性吸附劑不僅可以循環(huán)利用，而且能避免傳統(tǒng)固相萃取中復(fù)雜煩瑣的步驟。目前，MSPE技術(shù)憑借簡(jiǎn)單快速、高效安全、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)，在食品安全分析樣品前處理中的應(yīng)用越來(lái)越多。

食品基質(zhì)中存在多種真菌毒素時(shí)，現(xiàn)有的磁性納米復(fù)合材料很難高選擇性地吸附目標(biāo)真菌毒素，因此深入研究目標(biāo)分析物與磁性納米復(fù)合材料之間的吸附機(jī)制，探究它們之間的相互作用，有利于建立合理的樣品分析方法，進(jìn)一步幫助研究者開(kāi)發(fā)出可減少對(duì)基質(zhì)干擾的目標(biāo)吸附劑，有效提高磁性納米復(fù)合材料的吸附選擇性和重現(xiàn)性，以滿足各種分析物樣品前處理體系的需要。目前，磁性納米復(fù)合材料的制備過(guò)程也較為煩瑣，吸附劑的選擇性和重現(xiàn)性還有待提高。此外，磁性納米復(fù)合材料在小麥、大米、玉米等簡(jiǎn)單基質(zhì)中目標(biāo)分析物檢測(cè)的應(yīng)用較為廣泛，而在復(fù)雜基質(zhì)如食用植物油中的應(yīng)用相對(duì)較少，開(kāi)發(fā)多種材料組合的高級(jí)納米復(fù)合材料是解決這些問(wèn)題的有效途徑，也是未來(lái)MSPE技術(shù)應(yīng)用于食品安全分析真菌毒素檢測(cè)中的重點(diǎn)研究方向。