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質譜分析法 快速發展中

當奶粉中驗出三聚氰胺、貢丸中驗出氯黴素時,社會譁然。為能吃到安全的食品,消費者企盼擁有簡便、快速、經濟、有效的檢測法,以確保食品安全。
 
 
 
當名牌奶粉中驗出三聚氰胺,3成受檢貢丸驗出致癌物質氯黴素時,社會譁然,對於食品安全問題憂心忡忡,業者生意也大受影響。

為能吃到安全的食品,消費者企盼擁有簡便、快速、經濟、有效的檢測法,最理想的是可以自行在家檢測,以確保買回家的食品是絕對安全的,但以目前的技術來說仍無法做到。值得欣慰的是,用來鑑定物質結構的質譜分析技術正在快速發展中。

質譜分析法是鑑定物質結構的重要技術,應用範圍涵蓋空氣汙染與水汙染偵測、化學和生物醫學研究、食品檢驗等領域。傳統雷射輔助質譜分析法是以有機基質為吸光物質,並以分析分子量高的蛋白質為主,這方法較不易定量,且不適合分析小分子。

現在比較進步的是以分析生物分子為主,採用無機材料為基質的「基質輔助雷射脫附游離質譜技術」(surface-assisted laser desorption ionization mass spectrometry, SALDI-MS),它的原理是利用雷射紫外光照射無機基質,再由無機基質把光照熱能傳給分析物,讓分析物脫附解離,然後進行質量分析。因此,基質材料的挑選成為SALDI-MS技術的重要關鍵。

以修飾奈米粒子為基質

臺灣大學化學研究所張煥宗教授與其研究團隊以修飾過的奈米金粒子做為SALDI-MS基質,進行麩胱甘肽(glutathione, GSH)的偵測。由於金粒子對於紫外光有高吸收係數,且GSH含有一個硫醇,而硫與金之間有強大的結合力,因此把樣品放在尼羅紅奈米金基質表面,分析物與基質裡的物質會慢慢結合並沉澱。爾後只要把沉澱物取出點在質譜盤上,就可送入儀器偵測。

另一個方法是用來偵測三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)。由於ATP會藉由氮原子與金形成金—氮鍵結,但其親和力遠較金—硫鍵結小,因此當ATP與其他含硫醇化合物如GSH混合時會偵測不到ATP,也就是說,會導致無法在成分複雜的真實樣品中測得ATP。為了克服這個缺點,張教授與他的研究團隊先用可辨識ATP的適合體修飾奈米金,再以修飾後的奈米金為SALDI-MS基質進行偵測。

另在食品偵測實驗中,以二氧化鈦奈米粒子為探針,先在溶液中選擇性鍵結具有烯二醇結構的3種分子—兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素沒食子酸酯,再以修飾過的二氧化鈦奈米粒子為基質,針對市售綠茶粉、茉莉花茶包與綠茶罐裝飲料進行多酚類偵測,而達到0.45、1.85與0.65微莫爾濃度的偵測極限。接著施以標準添加法,結果在30分鐘內偵測到樣品中的多酚類含量。

以上3組實驗都不需要經過層析分離,可以直接偵測分析物的含量,是質譜分析技術的重要突破。
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