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鱼贝类毒素之质谱分析

来源:岛津中国 阅读数:99 时间:2020-04-29 15:43:29

导  读

春季是细菌病毒等滋生的活跃期,对于吃河鲜海鲜来说不是好季节,中毒事件往往会在每年的这段时间频发。那么如何避免吃到有毒海鲜?对吃了染毒的海鲜中毒的病人如何快速检测从而采取有效的救治措施呢?让我们从毒素本身说起。

对人类有毒害的鱼、虾及贝类食品一般是因有毒藻类污染产生的,海洋中的有毒藻类通过食物链传递给藻食性的鱼、虾及贝类等生物,并在其体内蓄积形成的有毒高分子化合物。由于这些毒素最早是从摄食有毒微藻的鱼类和贝类体内发现的,往往被大家习惯性地称为鱼类毒素或贝类毒素。对水体或鱼贝类进行有害物质的监测,或者发生群体性中毒事件后能迅速检测并协助临床进行救治是应对的关键。


鱼类毒素质谱分析

世界上可食用的鱼类约有3万种,其中约有600种鱼类体内含有毒素不可食用。鱼体内含有两大天然毒素,即雪卡毒素和河豚毒素。另外还有一种常见的鱼类过敏物质毒素—组胺,当人体摄入较多组胺时会产生组胺中毒。【1】


1



  雪卡毒素

雪卡毒素(Ciguatoxin,CTX,亦称西加毒素)是目前赤潮生物产生的主要毒素之一。属神经毒素,是已知的对哺乳动物毒性最强的毒素之一,比河豚毒素强100倍。中国南海诸岛、台湾海峡和香港地区常有雪卡毒素中毒事件发生,【1】已成为影响渔业经济发展和公共卫生的一大障碍。由于毒素在鱼体内含量低,而染毒鱼类在感官、嗅觉、味觉上均没有什么异常,用常规化学分析法很难检测出来,需要使用质谱仪器进行高灵敏度的分析。但是,由于对于雪卡毒素的检测尚缺少相应的检测标准,【2】以及很难购买标准品,有关检测还处于研究阶段。岛津使用液相色谱三重四极杆质谱进行了两种雪卡毒素的分析。【3】

仪器:LCMS-8050
色谱柱:L-column 2 ODS (100 mmL. x 2.1 mmI.D., 3μm)
流动相:A: 2 mmol/L Ammonium formate aqueous solution;BMethanol containing 2 mmol/L ammonium formate
洗脱梯度:B conc. 70%(0 min)→ 95%(10-20 min)→ 70%(20.01 - 25 min)
离子源:ESI+
接口电压:+1 kV
雾化气流速:2.5 L/min
加热气流速:15 L/min

MRM Chromatogram 1 ppb (1 ng/mL)

样品分析结果:
CTX1B 43 ng/mL  C60H86O19 单同位素质量 1110.57
CTX3C 39 ng/mL  C57H82O16 单同位素质量 1022.56

2



  河豚毒素

春季是河豚鱼产卵季节,此时河豚鱼的毒性最强,是河豚鱼中毒的高危险期,因鱼体内毒素含量高且热稳定性好,不能通过加热烧煮解毒,中毒两三小时就会导致死亡,无快速治疗药物。【4】

仪器:LCMS-8050
色谱柱:XBridge Amide column (2.1x100 mm, 1.7 μm)
流动相:A-acetonitrile; B-water containing 10 mM formic acid / 5 mM ammoniumformate in channel B. 0-5min: 85 %-60 % A ; 5-8 min: 60 % A; 8-8.5 min: 60 %-85 %  A
离子源:ESI+
加热气流量:10 L/min
干燥气流量:10 L/min

河豚毒素实际样品检测结果

鱼干24 µg/kg 

织纹螺 387µg/kg

3



  组胺

鱼体不新鲜或腐败时,污染鱼体的细菌如组胺无色杆菌,产生脱羧酶,使组氨酸脱羧生成组胺。在某些罐装食品中也会含有少量的组胺。【5】

岛津开发了液质质的方法应对包含组胺在内的多种生物胺的同时分析技术。

仪器:LCMS-8045
色谱柱:HILIC 2.1 mm I.D. × 100 mm L., 1.7 μm
流动相:A相:乙酸铵水溶液;B相:乙腈
离子源:APCI
干燥气流速:5 L/min
雾化气流速:3 L/min

实际样品中9个生物胺化合物检测结果,定量限值在2-10 μg/L之间。


贝类毒素质谱分析

每年的4-6月份我国经常发生群体性贝类中毒事件,这类食源性中毒事件大多是由于食用了被污染的贝类食品导致。

贝类毒素按中毒症状分为以下四类:

  • 麻痹性贝毒(PSP):石房蛤毒素STX、河豚毒素TTX等

  • 腹泻性贝毒(DSP):软海绵酸OA、鳍藻毒素DTXs等

  • 神经性贝毒(NSP):Brevetoxin A&B(BTX-A&B)

  • 失忆性贝毒(ASP):多莫酸(DA)




已发生了群体中毒事件,如何能快速对样本中的微量或痕量目标物进行检测以协助临床进行救治?

首先要保存好中毒样品,首选样本如剩余的鱼或者贝类食物、吃剩的残渣、汤汁,中毒后第一次抽的血和留尿等,同时注意保存治疗前后和治疗过程中的血尿样本,样本经前处理后进质谱分析。理化实验室通常使用在线SPE-LCMSMS系统,用于生物样本中微量或痕量目标物的检测。样本经前处理后大体积上样,通过在线固相萃取系统净化以祛除干扰物,从而获得比常规LCMSMS分析灵敏度更高的分析结果。以水溶性麻痹性贝类毒素(PSPs)分析举例。【6】【7】

在线SPE-LCMSMS系统

2mL样品通过样品环实现大体积进样,FCV阀切换使得目标物在SPE柱中捕集,再通过FCV 阀的切换实现SPE柱解析,解析后的样品经色谱柱分离,MS定性定量分析。【8】


仪器:LCMS-8050/60
色谱柱:Amide column 2.1 × 100 mm, 1.7 μm或相当色谱柱
流动相:A(含6 mmol/L甲酸铵,10 mmol/L甲酸的水溶液);B:乙腈
离子源:ESI正负同时扫描方式

经在线SPE-LCMSMS分析的典型阳性样品结果见下图。阳性的是GTX2&3, GTX1&4, NEO和STX。

使用在线SPE-LCMSMS方法进行食品或者血尿样本检测时灵敏度更高,前处理快速,能迅速协助临床医生判断病因,从而进行有效的救治。


微囊藻毒素

水中的微囊藻毒素是鱼贝类毒素产生的罪魁祸首,如何检测水中的多种微囊藻毒素也非常重要。通常使用LCMSMS进行多种微囊藻毒素的分析,如使用岛津的LCMS-8045/50/60检测水中10种微囊藻毒素举例(参数略)。


更多分析数据请登录岛津官网或与岛津相关工作人员联系获取。


注:以上产品仅供科学研究,不用于临床诊断。


参考文献



【1】李春媛,周玉,张磊等。雪卡毒素的研究概况[J].上海海洋大学学报,2009,18

【2】吕颂辉,李英。我国雪卡鱼毒流行现状研究进展[J].中国公共卫生,2006,22

【3】Analysis of Diarrhetic Shellfish ToxinUsing Triple Quadrupole LC/MS/MS (LCMS-8050). LAAN-A-LM-E075, ShimadzuApplication News.

【4】Profile differences in tetrodotoxintransfer to skin and liver in the pufferfish Takifugu rubripes [J]. RyoheiTatsuno, Wei Gao, Kotaro Ibi, Tomoka Mine, Kogen Okita, Gregory Naoki Nishhara,Tomohiro Takatani, Osamu Arakawa. Toxicon. 2017

【5】崔成祥,于夕娟,曹珊珊食用变质鲐鱼引起急性组胺中毒87例报告[J],预防医学论坛,2012, 18(10):781-782. 

【6】Xiao-min Xu⁎, et al. Fast and quantitativedetermination of saxitoxin and neosaxitoxin in urine by ultra performanceliquid chromatography-triple quadrupole mass spectrometry based on the cleanupof solid phase extraction with hydrophilic interaction mechanism.

Journalof Chromatography B 1072 (2018) 267–272.

【7】岛津脂溶性和水溶性贝类毒素测定标准操作程序

【8】Screening of pesticides in water using SPEon line, PO-CON 1360E, Shimadzu Application News.