实时QTRAP质谱法实时直接分析酒精饮料中的人工甜味剂

　　实时直接分析（DART）-MS

　　 环境电离是在环境条件下执行的一套质谱技术，该技术允许使用很少的样品进行直接分析与HPLC-MS / MS相比，环境电离MS（AIMS）无需任何预处理步骤即提取步骤和色谱预分离即可分析样品。实时直接分析（DART）-MS中的直接分析是AIMS的一种类型，它可以在环境空气条件下直接从各种形式的样品（包括固体，半固体和液体）中获取分析物的质谱图。

　　 DART（Direct Analysis in Real Time）是一种非表面接触型解析/离子化质谱分析离子源技术。其原理是在大气压条件下，中性或惰性气体（如氮气或氦气）经放电产生激发态原子，对该激发态原子进行快速加热和电场加速，使其解析并瞬间离子化待测样品表面的标志性化合物或待测化合物，进行质谱或串联质谱检测，从而实现样品的实时直接分析。

　　DART离子化特征

　　 不同于ESI或DESI等易受离子或溶剂抑制效应影响的离子化技术，DART即使有高浓度的盐存在，或有难挥发的溶剂存在，离子信号也极少能被抑制。

　　 DART不产生加合离子（如加钠或钾的分子离子）。正电荷仅有质子化离子，负电荷仅有去质子化离子。质谱图更简洁，定量分析更易实现。DART仅产生单电荷离子，简化质谱图解析和定量分析。

　　 已被广泛用于霉菌毒素，非法掺假剂和添加剂的测定，但是，很少有同时测定其他食品中多种甜味剂的报道。

　　样品制备

　　 将样品与甲酸混合以形成体积浓度为0.05％（v / v）的溶液，然后通过涡旋匀浆。在检测之前，将溶液通过0.22-μm注射器式过滤器过滤。

　　基质效应

　　 在空白的白酒中加入每种人工甜味剂。然后将溶液用作基质校准物。使用基质匹配的校准物和相同浓度水平的溶剂标准溶液中每种分析物的峰面积比，评估基质效应。

　　根据公式计算基质效应：

　　 其中B是基质校准物中人工甜味剂的峰面积，A是纯标准溶液中人工甜味剂的峰面积。

　　方法验证

　　 使用无甜味剂的白酒作为代表基质进行方法验证。首先使用DRAT-MS / MS筛选了空白液体，其中7种甜味剂的响应明显低于检测限。七种甜味剂以不同的含量加标，以评估方法的性能，包括定量限（LOQ）和检测限（LOD）。通过在2.0至1000μg/L 5种不同水平下,加标7种甜味剂获得基质匹配的校准曲线。三个品牌的无甜味剂白酒，用于回收率和精确度评估。每种化合物的加标水平为50、250μg/L。该方法的精度通过相对标准偏差（RSD）进行评估。每种情况下准备了五个加标重复样品，并研究了日内和日间精度。每次检测之前，均使用认证的参考物质（糖精，SAC，1000 mg/L，GBW（E）100008）来检查仪器的质量控制。

　　实际样品检测

　　 共分析了17种不同的实际样品，包括中国的白酒，啤酒，葡萄酒和威士忌。其中的样品进行了初步的浓度测试。如果响应不在线性范围内，则在检测之前，将样品稀释线性范围内。

　　DART MS / MS的参数优化

　　 首先优化了该方法涉及的参数，包括MS转换参数，电离气体温度，采样模式和不同掺杂剂的溶剂。在研究中，在负模式ESI下，甜味剂的信号在1000 µg/kg （ ppb ）很强。通过注入全扫描质谱图研究所有分析物的MS / MS碎片图，以选择最优的m / z。使用DART在-50至-250 V的范围内优化了离子化步骤中施加的解簇电压（DP）。不同的分析物对DP的变化表现出不同的行为。

　　 甜味剂NEO，SAC，ASP，ALI和ACS-K随DP的增加先升高后降低。CYC随DP的增加而波动，而SCL与DP的变化无关。对于7种甜味剂，最佳DP在-110V至-150 V范围内，相应的CE在−16至44之间。在优化条件下，获得的7种甜味剂的跃迁离子与先前的报道非常吻合。

　　DART的气体温度

　　 气体温度范围为100至550°C。当温度低于300°C时，响应非常低，并且响应强度随温度升高而增强。同时，当温度超过500°C时，分析物的强度降低。高电离气体温度可能会加速样品的热脱附，将增加分析物进入质量分析器的数量，从而使分析物的响应最大化。但是，太高的温度会导致样品热解吸太快或某些不可逆的样品降解，这肯定会导致样品损失和灵敏度降低。因此，为了获得所有分析物的满意响应，在研究中将气体温度设置为500°C。

　　溶剂和掺杂剂的作用DARTMS/MS响应

　　 溶剂和掺杂剂均可影响分析物的电离行为和相应的灵敏度，由于乙醇/水（v / v，1：1）和甲醇/水（v / v，1：1）与含酒精饮料基质的相似性，因此在本研究中进行了选择。用乙醇/水（v / v，1：1）和甲醇/水（v / v，1：1）制备七种甜味剂标准溶液，并在500°C下进行分析。图3a显示了7种甜味剂的MS响应。显然，在乙醇/水溶剂中获得的NEO，SAC，ASP和ALI样品的信号强于在甲醇/水溶剂中获得的信号。至于ACS-K，CYC和SCL，它们在两种混合溶剂中显示出相似的响应。因此，本研究选择乙醇/水作为基本溶剂。

　　 还研究了掺杂剂，甲酸和乙酸铵对电离的影响。乙醇/水中制备了不同浓度的甲酸和乙酸铵。

　　 在这种情况下，七种甜味剂表现出不同的行为。加入甲酸后，NEO和ACS-K的强度明显增加。另外，加入甲酸或乙酸铵后，CYC和SCL的信号也明显增强。相反，在两种掺杂剂的情况下，ALI响应至少降低一半，即使被甲酸抑制，ALI在这些甜味剂中仍显示出较大的绝对响应。SAC在添加不同浓度的甲酸时几乎没有变化，而在乙酸铵的情况下则大幅降低。而乙酸铵抑制了分析物的响应。甲酸的最佳浓度为0.05％。因此，选择乙醇/水（v / v，1：1）中0.05％的甲酸作为标准溶液。

　　实际检测

　　 发现11个阳性样品含有一种或多种人造甜味剂，白酒样品中很少发现SAC，ASP和CYC。同时，其他人工甜味剂（包括SCL，ALI，ACS-K和NEO）通常在酒精饮料中发现。在白酒，啤酒和葡萄酒中SCL的浓度非常高，检测到的浓度为0.23至48 mg L -1。而且大多数这些响应超出了欧盟的法规限制，表明酒精饮料中滥用了SCL。在白酒，啤酒和葡萄酒中可以检测到NEO。并且，在一种白液样品中发现它的含量为0.203 mgL-1。与其他酒精饮料相比，啤酒所含的甜味剂更多，例如ALI，SCL和ACS-K。

　　 因此，啤酒似乎是包含各种甜味剂的主要酒精饮料。但是，中国白酒中的甜味剂较少。