食品中8-羟基喹啉的残留量检测：荧光分光光度法与色谱法对比

8-羟基喹啉是一种兼具螯合性与抗菌性的有机化合物，曾在食品工业中用于果蔬保鲜、金属离子去除（如食品加工设备除垢），但因其具有潜在毒性（长期摄入可能损伤肝脏、肾脏），多国已对其在食品中的残留量设定严格限值（如中国、欧盟规定部分食品中残留量需≤0.05mg/kg）。准确检测食品中8-羟基喹啉的残留量，需依赖高灵敏度、高特异性的分析方法。目前主流检测技术为荧光分光光度法与色谱法（含高效液相色谱法HPLC、高效液相色谱-质谱联用法HPLC-MS/MS），二者在原理、操作流程、性能指标及适用场景上存在显著差异，需结合检测需求（如灵敏度、效率、成本）选择适配方法。

一、两种检测方法的核心原理与操作流程

要对比两种方法的优劣，需先明确其检测原理与核心操作步骤，这是决定方法性能的基础。

（一）荧光分光光度法：基于物质的荧光特性

8-羟基喹啉分子结构中含有共轭双键与羟基（-OH）、氮杂环，在特定波长激发下（激发波长约365nm）能发射强荧光（发射波长约510nm），且荧光强度在一定浓度范围内与它的含量呈线性关系 —— 这是荧光分光光度法的核心原理，其操作流程可分为“样品前处理”与“荧光检测”两步：

样品前处理：

提取：根据食品基质（如果蔬、肉类、液体食品）选择适配溶剂（如乙醇-水溶液、乙酸乙酯），通过超声提取（30-60分钟）或振荡提取（2-4小时），将食品中的8-羟基喹啉转移至提取液中；

净化：若食品基质复杂（如含大量油脂、色素的肉类、果酱），需通过液液分配（如用石油醚去除油脂）或固相萃取（SPE，选用C18固相萃取柱）去除杂质，避免基质干扰荧光信号；

定容：将净化后的提取液用流动相（如甲醇-水）定容至特定体积（如10mL），过0.22μm滤膜后待测。

荧光检测：

仪器校准：用8-羟基喹啉标准溶液（浓度0.01-1.0mg/L）绘制标准曲线，确定荧光强度与浓度的线性关系（相关系数R²需≥0.999）；

样品检测：将待测液注入荧光分光光度计，设定激发波长365nm、发射波长510nm，测定其荧光强度，结合标准曲线计算样品中8-羟基喹啉的残留量。

该方法的核心优势是“原理简单、检测速度快”，但依赖8-羟基喹啉自身的荧光特性，易受基质中其他荧光物质（如维生素、色素）干扰。

（二）色谱法：基于物质的分离与特异性检测

色谱法的核心是“先分离、后检测”，通过色谱柱将8-羟基喹啉与食品基质中的杂质分离，再结合检测器（紫外检测器、质谱检测器）实现特异性定量，主流技术为高效液相色谱法（HPLC-UV） 与高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS/MS），操作流程如下：

HPLC-UV法：

样品前处理：与荧光分光光度法类似，需通过提取（如乙腈提取）、净化（SPE柱净化）去除杂质，但对净化精度要求更高（需避免杂质与8-羟基喹啉在色谱柱上共洗脱）；

色谱分离：选用C18反相色谱柱（如250mm×4.6mm，5μm），以甲醇-0.1% 磷酸水溶液为流动相（梯度洗脱，如甲醇比例从50%升至90%），柱温30℃，流速1.0mL/min，将 8-羟基喹啉与杂质分离；

紫外检测：8-羟基喹啉在243nm或348nm 处有特征吸收峰，通过紫外检测器测定其峰面积，结合标准曲线（浓度0.05-5.0mg/L）计算残留量。

HPLC-MS/MS法：

样品前处理：更强调“高净化度”，通常采用固相萃取（如MCX固相萃取柱）或QuEChERS方法（快速、简便、廉价、有效、稳定、安全），减少基质对质谱检测器的污染；

色谱分离：选用窄径C18柱（如150mm×2.1mm，3μm），以乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相（梯度洗脱），提高分离效率；

质谱检测：通过电喷雾电离源（ESI）将8-羟基喹啉离子化，选择特征母离子（如m/z 146.1，8-羟基喹啉分子离子峰）与子离子（如 m/z 118.1、91.1）进行多反应监测（MRM），基于子离子的峰面积定量 —— 质谱的“多离子监测”特性可有效排除杂质干扰，特异性远高于紫外检测。

二、两种方法的核心性能指标对比

检测方法的优劣需通过 “灵敏度、特异性、准确性、精密度、适用范围” 等核心性能指标衡量，二者在这些维度的差异直接决定其适用场景。

（一）灵敏度：色谱法（尤其HPLC-MS/MS）显著更优

灵敏度通常以“检出限（LOD）”与“定量限（LOQ）”衡量，LOD越低、LOQ越小，方法越能检测低浓度残留：

荧光分光光度法：受荧光干扰与仪器分辨率限制，LOD通常为0.02-0.05mg/kg，LOQ为0.05-0.1mg/kg，仅能满足“残留量≥0.05mg/kg” 的检测需求（如部分食品的限值标准），但无法检测更低浓度（如0.01mg/kg）的残留；

HPLC-UV法：通过色谱分离减少干扰，LOD降至0.01-0.02mg/kg，LOQ为0.03-0.05 mg/kg，可满足多数食品的限值要求；

HPLC-MS/MS法：质谱的“离子特异性检测”使其灵敏度大幅提升，LOD可达0.001-0.005mg/kg，LOQ为0.003-0.01mg/kg，能满足严格的残留标准（如婴幼儿食品、出口食品中0.005mg/kg的限值）。

例如，检测果蔬中8-羟基喹啉残留时，荧光分光光度法可能漏检“残留量0.03mg/kg”的样品，而 HPLC-MS/MS可准确定量该浓度，避免误判。

（二）特异性：色谱法抗干扰能力更强

特异性指方法“准确识别目标物质，不受杂质干扰”的能力，核心取决于“是否能有效分离目标物与杂质”：

荧光分光光度法：依赖8-羟基喹啉的荧光特性，但食品中的维生素B2、叶绿素、类胡萝卜素等物质也会在365nm激发下发射荧光，易与它的荧光信号重叠，导致“假阳性”或“结果偏高”，例如，检测菠菜、胡萝卜等富含色素的食品时，即使样品中无8-羟基喹啉，也可能因色素荧光出现“阳性信号”，需通过复杂的净化步骤（如多次液液分配）降低干扰，但仍无法完全消除；

HPLC-UV法：通过色谱柱分离，8-羟基喹啉与杂质在不同时间洗脱，可避免“共荧光干扰”，但部分杂质可能在243nm或348nm处有吸收峰，若与它的保留时间接近，仍可能导致干扰（如检测肉类时，油脂氧化产物可能在243nm处有吸收）；

HPLC-MS/MS法：通过“保留时间+母离子+子离子”三重验证（如8-羟基喹啉的保留时间为8.5分钟，母离子m/z 146.1，子离子m/z 118.1），仅当三者均匹配时才判定为阳性，完全排除杂质干扰，例如，检测果酱时，即使有色素在8.5分钟左右洗脱，其母离子与子离子也与8-羟基喹啉不同，不会影响结果，特异性几乎无懈可击。

（三）准确性与精密度：色谱法更稳定可靠

准确性以“回收率”衡量（添加已知浓度的标准品，检测结果与添加量的比值，通常要求80%-120%），精密度以“相对标准偏差（RSD）”衡量（多次平行检测结果的波动，通常要求 RSD≤10%）：

荧光分光光度法：受基质干扰影响，回收率波动较大（如检测果蔬时回收率70%-130%，RSD 8%-15%），尤其在低浓度添加（如0.05mg/kg）时，回收率可能低于80%，准确性难以保证；

HPLC-UV法：色谱分离减少干扰，回收率稳定在 85%-115%，RSD 5%-10%，满足常规检测需求；

HPLC-MS/MS法：高特异性与高灵敏度使其回收率与精密度至优，回收率88%-112%，RSD 2%-5%，即使在低浓度添加（如0.005mg/kg）时，仍能保持稳定，适合作为“确证方法”（如阳性样品的复检）。

例如，向苹果样品中添加0.01mg/kg 的8-羟基喹啉标准品，荧光分光光度法的检测结果可能为 0.008-0.013mg/kg（RSD 12%），而HPLC-MS/MS的结果为0.0095-0.0105mg/kg（RSD 3%），稳定性显著更优。

（四）操作复杂度与成本：荧光分光光度法更简便经济

操作复杂度与成本直接影响方法的“实用性”，尤其对基层实验室或批量检测场景：

荧光分光光度法：

操作复杂度：前处理步骤较简单（无需复杂的色谱梯度洗脱），检测过程仅需设定激发/发射波长，单次检测时间≤10分钟，操作人员培训周期短（1-2周即可熟练操作）；

设备成本：荧光分光光度计价格较低（约5-15万元），维护成本低（无需更换色谱柱、流动相），适合预算有限的实验室。

色谱法：

操作复杂度：HPLC-UV法需优化色谱条件（流动相比例、柱温、流速），单次检测时间20-30分钟；HPLC-MS/MS法操作更复杂，需优化质谱参数（离子源温度、喷雾电压、碰撞能量），前处理要求更高（如QuEChERS方法需严格控制试剂用量），操作人员需专业培训（3-6个月），且质谱仪需定期维护（如更换离子源、清洗锥孔）；

设备成本：HPLC-UV仪价格约15-30万元，HPLC-MS/MS仪价格高达100-300万元，且流动相（如甲醇、乙腈）、固相萃取柱、色谱柱等耗材成本较高（单次检测耗材成本约50-100元，是荧光法的5-10倍）。

（五）适用范围：色谱法适配更广泛的食品基质

不同食品基质（如液体食品、固体食品、高脂肪食品）的干扰程度不同，方法的适配性也不同：

荧光分光光度法：仅适用于“基质简单、干扰少”的食品，如纯净水、透明果汁、白肉（如鸡肉、鱼肉），对高脂肪（如猪肉、奶酪）、高色素（如菠菜、果酱）、高纤维（如芹菜、全麦食品）的基质，干扰严重，检测结果不可靠；

HPLC-UV法：适配多数食品基质（如果蔬、肉类、液体食品），但对高脂肪、高色素基质仍需复杂的前处理（如多次净化），否则易污染色谱柱或影响检测结果；

HPLC-MS/MS法：几乎适配所有食品基质，包括高脂肪（如黄油）、高色素（如桑葚果酱）、高盐分（如酱油）食品，通过优化前处理（如QuEChERS、固相萃取）即可有效去除干扰，是目前适用范围非常广的方法。

三、两种方法的适用场景选择建议

结合上述对比，需根据“检测需求、实验室条件、食品基质”选择适配方法，避免“过度检测”或“检测不足”：

（一）荧光分光光度法：适合基层筛查与简单基质检测

适用场景：

基层食品监管实验室的“快速筛查”（如农贸市场果蔬抽检），需在短时间内完成大量样品检测，且残留限值要求不严格（≥0.05mg/kg）；

食品生产企业的“内部质量控制”（如检测自身生产的透明果汁、纯净水），基质简单、干扰少，无需高精度确证；

预算有限、无色谱仪的实验室，需以低成本实现基础残留检测。

注意事项：检测高干扰基质（如色素丰富、高脂肪食品）时，需增加净化步骤（如固相萃取），并通过“空白实验”（检测不含8-羟基喹啉的空白样品）验证是否存在干扰，避免假阳性。

（二）色谱法：适合精准检测与确证

HPLC-UV 法：

适用场景：食品检测机构的“常规定量检测”（如检测果蔬、肉类中8-羟基喹啉残留，限值0.01-0.05mg/kg），需兼顾准确性与成本，且实验室有一定的色谱操作基础；

优势：较荧光法更准确，较质谱法更经济，适合批量检测（如每天检测50-100个样品）。

HPLC-MS/MS法：

适用场景：

严格残留标准的检测（如婴幼儿食品、出口食品，限值≤0.01mg/kg），需高灵敏度与高特异性；

阳性样品的“确证检测”（如荧光法或HPLC-UV法检出阳性后，用 HPLC-MS/MS复检，避免误判）；

复杂基质（如高脂肪、高色素食品）的检测，需完全排除干扰；

优势：结果可靠，可作为仲裁方法（如贸易纠纷中的检测依据），但成本较高，适合有条件的大型实验室或权威检测机构。

食品中8-羟基喹啉的残留量检测，需在“灵敏度、特异性、成本、效率”之间权衡选择方法：

荧光分光光度法以“操作简便、成本低、速度快”为优势，适合基层实验室的简单基质快速筛查，但受干扰影响，准确性与灵敏度有限，不适用于复杂基质或严格限值检测；

HPLC-UV法平衡“准确性与成本”，适合常规基质的定量检测，满足多数食品的限值要求，是目前应用较广的方法；

HPLC-MS/MS法以“高灵敏度、高特异性、高稳定性”为核心优势，适合复杂基质、严格限值及确证检测，是未来高精度检测的主流方向，但设备与操作成本较高。

实际应用中，可采用“三级检测策略”：先用荧光分光光度法进行快速筛查（排除大量阴性样品），筛查阳性的样品用HPLC-UV法复检，复检阳性的样品再用HPLC-MS/MS法确证，既保证检测效率，又确保结果准确可靠。

本文来源于黄骅市信诺立兴精细化工股份有限公司官网 http://www.xnlxgroup.com/