文献分享｜暴露组学｜驴体液中伏马菌素及其代谢物的同步定量：暴露评估与毒代动力学新工具

2026年2月4日，中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所王瑞国团队联合中国农业大学、河北兽药饲料监察所等单位在期刊 《Toxins》 上发表题为 “Simultaneous Quantification of Fumonisins and Their Hydrolyzed Metabolites in Donkey Plasma, Urine, and Feces Using LC-MS/MS: A Novel Method for Toxicokinetic and Exposure Assessment Studies” 的研究论文。

该研究从暴露组学视角出发，首次建立并全面验证了一种可同时定量驴血浆、尿液和粪便中三种伏马菌素及其水解代谢物的 LC-MS/MS 方法。
针对不同生物基质的复杂性，研究团队分别优化了盐析辅助液-液萃取与稀释-蒸发-进样等前处理策略，并引入 吉艾姆金刚1000溶剂蒸发工作站 实现高通量、快速的样品浓缩处理。该方法为驴这一重要经济物种的真菌毒素内暴露水平解析与毒代动力学研究提供了关键分析工具，填补了相关领域的方法空白。

金刚1000溶剂蒸发工作站

研究背景

伏马菌素（FBs）是一类广泛污染玉米及其加工副产品的真菌毒素，其中 FB₁、FB₂、FB₃ 毒性最强，可通过抑制鞘脂代谢引发动物多种疾病，马科动物尤为敏感。在动物体内，伏马菌素可水解生成水解伏马菌素（HFBs），与母体毒素共同存在于血浆、尿液和粪便中，是评估真菌毒素内暴露水平的关键生物标志物。

驴作为重要的经济物种，其日粮易受伏马菌素污染，但关于驴体内伏马菌素的毒代动力学研究几乎空白。从暴露组学视角出发，实现对多种生物基质中母体化合物及其代谢物的同步精准检测，是开展暴露评估与毒代动力学研究的前提。然而，现有分析方法多针对单一基质、代谢物覆盖不全，且前处理复杂耗时，驴生物基质中更无同时检测 FBs 和 HFBs 的验证方法。

因此，建立一种简便、灵敏、适用于驴血浆、尿液和粪便的 FBs 及 HFBs 同步定量方法，具有重要的科学意义与应用价值。

结果与讨论

一、MS参数优化

为最大化灵敏度与特异性，研究对质谱参数进行了系统优化。通过直接进样比较 ESI 正负两种电离模式，结果显示：伏马菌素（FBs）在两种模式下均可电离，但 ESI⁺ 模式信号强度较 ESI⁻ 高出逾一个数量级；水解伏马菌素（HFBs）仅在 ESI⁺ 模式下可检测。因此，本研究选择 ESI⁺ 模式进行后续分析。

根据 SANTE 指南要求，为每个分析物选择两个特征离子对用于多反应监测（MRM）。值得注意的是，FB₂/FB₃ 和 HFB₂/HFB₃ 两对位置异构体具有相同的碎片离子，其准确定量完全依赖于色谱分离。

优化后的 MRM 参数见表1

二、色谱条件优化

研究首先比较了 BEH C₁₈ 与 HSS T3 两款色谱柱。结果表明，BEH C₁₈ 柱分离效果更优，成功实现了 FB₂/FB₃ 和 HFB₂/HFB₃ 两对异构体的基线分离。进一步比较有机改性剂后发现，水-乙腈体系较水-甲醇体系峰形更尖锐，因此选用 BEH C₁₈ 柱配合水-乙腈流动相。

流动相添加剂的选择至关重要。不加添加剂或使用 NH₄OH、乙酸时，FBs 无法检出；HFBs 在不加添加剂时峰形拖尾严重，在 NH₄OH 条件下亦无法检出。甲酸对 FBs 信号增强效果最佳，浓度从 0.1% 提高至 0.5% 时，FBs 峰面积平均提升 40%。因此，最终选用水-乙腈（含 0.5% 甲酸） 作为流动相。

针对 FBs 的残留效应（高达 5%），优化了进样针清洗程序：清洗溶剂中添加 0.5% 甲酸，清洗时间从 10 秒延长至 40 秒，残留降至 0.5% 以下。

样品前处理优化

本研究针对驴血浆、尿液和粪便三种基质，分别优化了前处理流程，以简便实用为原则，省略了复杂的 SPE 或 IAC 净化步骤。

• 尿液：基质复杂，直接稀释-进样导致信号抑制，故采用盐析辅助液-液萃取（SALLE）。10% 高氯酸（PCA）酸化效果最佳，提取液浓度为原样浓度。
• 粪便：经冻干、粉碎后加水制成匀浆，同样采用 SALLE 提取。10% PCA 酸化可保证提取效率，最终实现 15 倍稀释，平衡基质效应与灵敏度。
• 血浆：FBs 浓度极低，SALLE 法回收率偏低，改用稀释-蒸发-进样（DES）法。提取溶剂中添加 1% 乙酸即可满足要求，实现 4 倍浓缩，提取液经金刚1000溶剂蒸发工作站蒸干后复溶，无显著磷脂干扰。

样品前处理制备流程图

方法验证

本研究依据 GB 5009.295-2023 和 SANTE/11312/2021 指南，对方法进行了全面验证，评估指标包括选择性、线性、灵敏度、基质效应、准确度、精密度和残留效应。验证结果表明，所有指标均符合指南要求，方法可靠、灵敏度高。

结论

本研究成功建立并验证了一种同时定量驴血浆、尿液和粪便中三种伏马菌素及其水解代谢物的 LC-MS/MS 方法。针对不同基质，分别采用盐析辅助液-液萃取（SALLE）和稀释-蒸发-进样（DES）法进行前处理。方法验证结果表明，该方法线性良好（R² ≥ 0.99）、准确可靠（回收率 73.3%–111.5%，RSD < 20%），定量限满足实际暴露水平检测需求。

该方法是首个在驴中实现多基质、多代谢物同步定量的分析技术，其中金刚1000溶剂蒸发工作站的引入显著提升了样品处理效率，为毒代动力学研究和暴露评估提供了可靠工具。

参考文献

Simultaneous Quantification of Fumonisins and Their Hydrolyzed Metabolites in Donkey Matrices: A Tool for Exposure Assessment and Toxicokinetic Studies
Dongying Tian 1,†, Yunduo Zheng 2,†, Yandong Li 3, Qianwen Xing 3, Gang Lin 4, Ronghua Zhu 4, Quigang Ma 2 , Peilong Wang 1 and Ruiguo Wang 1,*

https://www.mdpi.com/2072-6651/18/2/80

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