质谱分析已成为食品分析中不可或缺的一部分，可提供灵敏度、特异性和结构信息。四极杆质量分析仪是目标定量的主力，而离子阱仪器则支持 MSⁿ 实验以进行结构阐明。飞行时间 (TOF) 和 Orbitrap 高分辨率 MS (HRMS) 允许通过精确的质量测量 (< 5 ppm) 进行非目标分析。在多反应监测 (MRM) 模式下运行的三重四极杆 (QqQ) 系统可为污染物的痕量定量提供最高的灵敏度。

最广泛的应用是针对农药残留的 LC-MS/MS，使用快速极性切换和预定的 MRM 在一次运行中涵盖了数百种化合物。使用类似的方法（通常采用改良的 QuEChERS 提取）监测兽药残留（抗生素、生长促进剂、β 激动剂）。通过 LC-MS/MS 进行霉菌毒素分析可以同时定量受管制的霉菌毒素（黄曲霉毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、伏马菌素、赭曲霉毒素 A）和新出现的霉菌毒素。过敏原蛋白检测越来越依赖于胰蛋白酶标记肽的 LC-MS/MS，作为 ELISA 方法的补充。

电离源的选择至关重要：电喷雾电离 (ESI) 适合极性化合物（有机酸、肽、霉菌毒素），而大气压化学电离 (APCI) 更适合极性较小的分析物（类固醇、维生素）。基质效应，特别是离子抑制或增强，需要使用柱后输注或基质匹配校准进行仔细评估。同位素标记的内标是补偿的黄金标准。

高分辨率 MS 应用包括通过代谢组学指纹识别食品欺诈检测（地理来源、掺假、品种差异）以及未知污染物或降解产物的识别。使用[毛细管区带电泳](/guides/capillary-zone- electrophoresis) 的 CE-MS 是分析离子型食品添加剂、防腐剂和极性污染物的替代平台，提供与 LC-MS 互补的选择性。数据独立采集（DIA，例如 SWATH）连接了目标方法和非目标方法。 MS 检测增强了 HPLC 和 气相色谱 方法。应用包括确认过敏原蛋白 以及定量痕量水平的农药残留和霉菌毒素。

针对农药残留的实用 LC-MS/MS MRM 工作流程

称取 5 g 均质食品样品（例如番茄、生菜）放入 50 mL 离心管中。添加 10 mL 乙腈（1% 乙酸），涡旋 1 分钟。添加 QuEChERS 提取盐（4 g MgSO4、1 g NaCl、1 g 柠檬酸三钠、0.5 g 柠檬酸二钠倍半水合物），剧烈摇晃 1 分钟，然后在 4,000 × g 下离心 5 分钟。将 6 mL 上清液转移至含有 150 mg MgSO4、25 mg PSA、25 mg C18 的 d-SPE 净化管中。涡旋 30 秒，然后以 4,000 × g 离心 5 分钟。将 1 mL 清洁的提取物转移至小瓶中，并添加 10 µL 内标（例如，2 µg/mL 三苯磷酸酯）。在 40°C 下，使用水（0.1% 甲酸）和甲醇（0.1% 甲酸）流动相，以 0.3 mL/min 的速度将 5 µL 注入 C18 柱（2.1 × 100 mm，1.7 µm）。在正 ESI 模式下通过 MRM 转换操作三重四极杆 MS。对于每种农药，选择一个定量离子对（例如，多菌灵：192 → 160 m/z，CE 20 V）和一个定性离子对（192 → 132 m/z，CE 30 V）进行确认。离子比率（定性/定量）必须与标准相符，误差在 ±30% 范围内才能进行阳性识别。通过基质匹配校准进行定量：在空白基质提取物中制备 5、10、25、50、100、250 ng/mL 的标准品。对于大多数农药，该方法应达到 10 µg/kg 的定量限，低于欧盟 MRL 0.01–100 mg/kg。每批中包括试剂空白、基质空白和加标回收样品 (100 µg/kg)。可接受的回收率为 70–120%，RSD < 20%。通过比较基质匹配与溶剂校准的斜率来监测基质效应 - 如果比率 <0.8 或 >1.2，则使用同位素标记的内标。

实际应用

进口草莓农药残留的常规监测项目采用 QuEChERS-LC-MS/MS 方法。对 50 个样品进行分析，检测出 10 个样品中有啶酰菌胺 (25–180 µg/kg)，2 个样品中有环丙环胺 (15–22 µg/kg)，并且没有超过欧盟 MRL 的违规残留物。该方法可在 15 分钟的运行中对 350 种农药进行定量，其中 90% 的化合物满足 10 µg/kg LOQ 目标。