富含高蛋白的肉类食物通过美拉德反应与自由基反应机制等形成一类致癌致突变的化合物—杂环胺（heterocyclic aromatic amines，HAAs）[1]。目前已有 30多种HAAs被发现，其中2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4，5-b]吡啶（2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4，5-b]pyridine，PhIP）是肉制品中含量最高的一类杂环胺[2]，有报道称在烤鸡肉中检测到PhIP的含量高达27 ng/g～480 ng/g[3]，除此之外，在很多肉制品中都可以检测到大量的PhIP。因此，食品中PhIP的含量受到广泛的关注，PhIP的定量检测对指导人们减少PhIP的摄入，进而降低相关疾病的患病风险有重要的意义，如何快速高效地检测出食品中PhIP的含量是目前食品安全领域又一重要研究方向。本文就PhIP的危害和检测方法进行综述，旨在为后续关于PhIP的进一步研究与探讨提供参考。
1 PhIP的生化特性
PhIP分子式为C13H12N4，相对分子质量为224.26，其化学分子结构如图1所示。
图1 2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4，5-b]吡啶的化学结构
Fig.1 Chemical structure of 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4，5-b]pyridine
PhIP的化学文摘社登记号为：105650-23-5，是一种灰白色固体，折射率1.699，闪点237.4℃，密度1.3 g/cm3，熔点300℃，沸点468.9℃，在通风低温干燥处能稳定储存。
2 PhIP对人体健康的危害
与大部分致癌物一样，杂环胺也是通过形成加合物而导致癌变，在氧化酶的作用下，摄入到身体内的HAAs会发生化学反应，然后与DNA形成新的加合物[4]。根据各类杂环胺的致癌能力的强弱，国际癌症研究机构将PhIP定义为2B级潜在致癌物[5]。在由于摄入杂环胺而可能导致的致癌风险中，有半数风险是由PhIP引起的[6]。PhIP会导致啮齿动物患前列腺癌、乳腺癌和结肠癌[7]。SINHA等[8]的研究表明，消费者摄入PhIP的量越大，其患癌的风险就会越高。正因如此，PhIP被美国相关部门归为人类致癌物质，并将其列入国家毒理学计划[9]。致癌的PhIP通常存在于饮食中，作用的靶点也很广泛。虽然饮食习惯因人而异，但是摄入PhIP一定会增加人类患癌的风险。
李瑞金等[10]研究PhIP对雄性大鼠心、肺、肝、肾组织脂质过氧化作用的影响，通过实验发现当PhIP的浓度较高时，会严重损坏机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病甚至癌症。在所有的致突变物质中，PhIP的致突变能力相对比较强大，黄曲霉毒是人们熟知的一类致癌致突变物质，有文献资料显示，PhIP的致突变能力是它的百倍以上。FUCCELLI等[11]通过试验发现PhIP能损伤外周血单个核细胞DNA。
3 食品中PhIP含量的检测方法
近年来，随着人们对有关PhIP的研究工作越来越深入，分离和检测食品中的PhIP的含量成为国内外科研工作者研究的焦点。目前报道的用于检测食品中PhIP含量的方法主要有2类：（1）基于PhIP抗体的免疫学方法，主要是指酶联免疫法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）；（2）仪器检测法，包括高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）、气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）、液相色谱-质谱法（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）、超高效液相色谱-串联质谱方法（ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）等。
3.1 样品预处理方法
PhIP通常以两种形态存在于食品中，即游离态和结合态。由于样品中的杂质成分种类较多且构成较为复杂，并且样品中杂环胺的含量仅占样品量的百万分之几的程度，因此检测前需要首先对样品进行提取、纯化和浓缩等相关的预处理。对PhIP进行前处理时，主要是沉淀蛋白质和去除脂肪。通常用溶剂均质化样品，或使用酶水解。下面介绍几种常用的样品前处理方法。
溶剂萃取法是最常用的样品前处理方法，该方法就是选择合适的溶剂对样品进行溶解和萃取。JANOSZKA等[12]用盐酸－二氯甲烷萃取其中的PhIP；而SUN等[13]用氢氧化钠溶液－甲醇萃取烤肉中的PhIP。但是在使用此法处理样品时，萃取液中除了PhIP，还有大量的杂质，要采用其它方法将PhIP分离出来，然后才能对其进行检测，所以溶剂萃取法一般不能单独使用。
固相萃取是一种在溶剂萃取法的基础上发展起来的提纯方法，有很多科研工作者采用此法萃取出PhIP。ZDESTAN等[14]先用0.2 mol/L盐酸浸渍烤肉丸样品，以达到去除蛋白的目的，然后进一步小柱分离纯化，得到较纯的PhIP；OZ等[15]先用NaOH溶液浸渍冻肉样品，然后用小柱净化富集，也同样萃取出其中的PhIP，并且效果较好。
微波辅助萃取是一种新发展起来的分离技术，主要是采用适合的溶剂在微波反应器中从天然植物、矿物或动物组织中提取所需要的化学成分。由于微波独特的优势，其萃取效果远远超过传统方法，因此，近年来微波辅助萃取的应用范围越来越广泛。AGUDELO MESA等[16]以正庚烷为萃取溶剂，采用微波辅助萃取烤牛排中的PhIP，然后用离子液体对萃取液进行富集，提取效果较好。但是在采用此法处理样品时，如果温度过高会产生新的HAAs，对PhIP的检测造成干扰，因此在操作过程中要严格控制温度。
3.2 ELISA法
ELISA法又称酶联免疫吸附测定法。利用ELISA法测定PhIP含量时，在ELISA试剂盒里依次加入抗体、PhIP和酶标抗体，形成抗体-抗原-酶标抗体复合物。此时，PhIP结合在固相载体上的酶量与其总量有一定的比例关系。然后加入酶反应的底物后，底物被酶催化显色，有色物质的量与标本中PhIP抗原的总量直接相关。用酶标仪在特定波长下测定其吸光度，通过标准曲线的对比，便可知道PhIP的含量。
早在20世纪末，ELISA方法就被用于分析样品中PhIP等几种杂环胺的含量，但是在检测时，不同的杂环胺之间会发生反应，同时存在干扰物质，导致对PhIP进行定量检测较难[17-18]。近年来随着ELISA技术的不断向前发展，越来越多的人利用该法检测出食品中PhIP的含量。赵秋霞等[19]利用ELISA法检测出油炸牛肉中PhIP的含量。检测结果与液相色谱串联质谱法（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LCMS/MS）有很好的一致性（R2=0.992 7）。通过试验发现该方法不仅可以测吡啶类杂环胺（PhIP）的含量，还可以检测其它常见杂环胺的含量。为热加工肉制品中杂环胺的检测提供了一种简单、准确的快速检测方法。冉旭琴[20]利用ELISA法检测出鸡肉中PhIP的含量。结果显示该方法具有很好的准确性和精密度。同时利用高效液相色谱法验证该方法，两种方法检测的结果具有较高的一致性，线性回归方程为y=1.043x-0.029，相关性系数R2=0.991 7。
ELISA法用来检测食品中的PhIP含量具有成本较低、检测速度快、操作简单等优点，但是该方法的缺点是容易受到杂质的干扰，导致假阳性结果出现，检测结果的准确性有待进一步鉴定。
3.3 HPLC法
HPLC法是色谱法的一个重要分支，该方法是先利用高效液相色谱柱分离样品，然后再利用对应的检测器检测，最后得出样品的分析结果。近年来，该方法发展很快，约80%的有机化合物特别是高沸点、大分子和热稳定性差的有机化合物都可以用此法分离。具有分析速度快、高灵敏度、应用范围广等优点，并且不需要衍生化程序。
高效液相色谱法可以检测市售不同加工方式的肉制品中的各类杂环胺[21]。盖圣美等[22]以3种熏烤鸡肉制品（鸡胗、鸡翅、鸡爪）为研究对象，利用HPLC法测定其中以PhIP为代表的5种杂环胺的含量，并对这5种不同的杂环胺的含量进行比较。结果显示：在3种鸡肉熏烤制品中提取的5种杂环胺类物质中，PhIP的含量最高，且在鸡胗中最为显著。郑多多等[23]利用HPLC法检测出烧烤制品中PhIP的含量。结果显示：该方法不仅简便快速，而且准确度和灵敏度都很高，为检测肉制品中的杂环胺含量提供一种有效的方法。崔俭杰等[24]利用HPLC法检测出反应香精中PhIP的含量。PhIP在反应香精中的检出限为0.01 mg/L；加标回收率为102%。该法对国内不同公司的不同产品的检验适用性良好。聂文等[25]在研究香兰素和维生素C对常见杂环胺的抑制作用，利用HPLC法检测出PhIP等几种常见杂环胺的含量的变化，不仅为以PhIP为典型代表杂环胺化合物的检测提供一种有效的检测方法，而且也为研究怎样抑制杂环胺的生成提供一种途径。
近年来，通过大量的实际应用发现，大多数的杂环胺化合物都可以采用HPLC法进行分离，并且不需要衍生化程序，同时HPLC法还具有操作简便、结果准确、灵敏度高等优点，但是它的缺点是：分析成本高（高效液相色谱仪价格及日常维护费用较昂贵），分析时间一般比气相色谱法长。
3.4 GC-MS法
GC-MS法是一种首先将目标物质汽化[26]，然后利用不同化合物在流动相和固定相中分配系数的不同，使不同化合物按时间顺序先后在色谱柱中流出，从而达到分离、分析目的检测技术。质谱技术是将汽化的待测样品分子在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在电场或磁场的作用下，不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，最后用离子检测器检测样品的技术。GC-MS法是充分利用气相色谱的高效分离能力和质谱的高灵敏度形成的一门检测分析技术。文献资料[27]显示，GC-MS法也可以检测杂环胺的含量，但是柱前需要进行衍生化处理。WARZECHA等[28]用五氟丙酸酐对样品进行衍生化处理，检测出肉制品中PhIP的含量；CASAL等[29]用添加1%叔丁基二甲基氯硅烷的三氟乙酰胺对样品进行衍生化处理，检测出肉制品中PhIP的含量。
近年来，在实际应用中发现，GC-MS法虽然具有灵敏度高、分析速度快、鉴别能力强等特点，但是需要柱前进行衍生化处理，操作复杂，步骤繁琐，且重现性一般，不适宜大批量的处理分析，与其它检测方法相比没有优势，因此，GC-MS法较少用于检测PhIP的含量。
3.5 LC-MS法
近年来，LC-MS法迅速发展起来，LC-MS法是先利用液相色谱仪分离，然后再借助于质谱仪进行检测，因此LC-MS法具有二者的优点，具体表现为：高效快速、高分离能力、高灵敏度和高选择性等。对于难挥发和热不稳定的物质可以利用LC-MS法进行分析检测。串联质谱（tandem mass spectrometry，MS/MS）即由两个质谱仪经1个碰撞室串联后可以一次进行二级质谱检测的系统[30]，与单级质谱相比，串联质谱的灵敏度更高，精确度更高，选择性更好。目前，LC-MS法和LCMS/MS法都被广泛地应用于检测杂环胺的含量[31]。
BUSQUETS等[32]利用LC-MS法检测出肉制品中PhIP的含量，结果显示不仅灵敏度高，而且选择性好。曾茂茂等[33]在样品进行前处理后用LC-MS对PhIP进行检测，此方法提供了PhIP定性与定量特征离子及优化的质谱参数，且回收率高、精度高、速度快，具有广泛的应用前景。孔繁磊等[2]在研究紫苏叶提取物对PhIP抑制作用时，利用HPLC-MS系统分析模型体系反应中PhIP的含量变化，结果表明利用该法能够更快速准确高效地检测出PhIP的含量变化。魏晋梅等[34]利用LC-MS/MS快速检测卤肉制品中PhIP等5种杂环胺的含量。结果表明：PhIP等5种杂环胺化合物在0.1μg/L～10 μg/L具有良好的线性关系，相关系数R2在0.997 6～0.999 7之间，在空白样品中的平均添加回收率为76.9%～127.2%，日内相对标准偏差1.0%～9.5%，日间相对标准偏差为2.1%～8.7%。在信噪比（S/N）分别为3和10时各化合物的最低检测限（limit of detection，LOD）在 0.01 μg/kg ～ 0.1 μg/kg，定量限（limit of quantity，LOQ）在 0.025 μg/kg～ 0.25 μg/kg。该方法分析时间短，准确度高，精密度好，可满足卤肉中多种杂环胺同时检测的要求。蒋智等[35]利用LC-MS/MS分析检测出炸鸡胸脯中PhIP的含量。此方法线性范围为5 ng/mL～50 ng/mL，相关系数R2=0.998 0，RSD为4.8%。JAMIN等[36]利用LC-MS检测出PhIP的含量。
LC-MS法在检测PhIP的含量时不需要进行柱前衍生化程序，简化了样品预处理步骤，节省了大量的时间，而且该方法具有高选择性、高灵敏度、高准确度等优点。
3.6 UPLC-MS/MS法
超高效液相色谱 （ultra performance liquid chromatography，UPLC）系统是由Waters公司在传统HPLC系统基础上开发的，与传统的高效液相色谱（HPLC）相比，UPLC具有以下优势：高分离度、高速度、高灵敏度。因此，随着UPLC的出现，UPLC-MS和UPLC-MS/MS因其绝对的优势便被广泛应用于检测杂环胺的含量[15，37]，如 BARCELÓ-BARRACHINA 等[38]采用 UPLCMS在极短时间内检测出近20种杂环胺的含量。
陈妍方等[39]以PhIP化学模型体系为对象，建立了利用冻干浓缩萃取进行样品前处理，用UPLC-MS进行PhIP含量检测的分析方法。结果表明本方法具有便于操作、灵敏度高、重复性高、准确度高等优点，为测定化学模型中PhIP提供一种有效的途径。李可等[40]采用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法对酱卤鸡腿老汤中PhIP等10种杂环胺进行提取和检测。结果表明，10种杂环胺标准品在2 μg/L～200 μg/L线性范围良好，相关系数R2＞0.990 0，加标回收率为55.6%～100.2%，相对标准偏差为1.4%～6.4%。该法能够缩短处理样品时间，提高分析速度，定量准确，能够普及到老汤中杂环胺的检测。吕美[41]应用UPLC-MS/MS检测技术检测出煎炸牛肉饼中的PhIP的含量。YAN等[42]应用UPLCMS/MS检测出猪肉中PhIP的含量，结果显示，该方法能够大大缩短分析时间，并且提高了准确度。MANFUL等[43]利用UPLC-MS/MS检测出肉制品中PhIP的含量，与传统的方法相比，该方法快速、准确、重现性好，不需要对样品进行彻底的预处理。WU等[44]利用UPLC-MS/MS检测出肉制品中PhIP的含量，结果显示具有良好的线性（R2>0.999 0），加标回收率能达到96.8%，相对标准偏差较低。
通过大量的研究证明：UPLC-MS/MS法可以适用于大批量样品中PhIP的含量，而且与其它色谱分析方法相比具有分析时间短、灵敏度高、选择性好、重现性好等优点。
4 结论
由于PhIP的摄入与人体多种疾病的发生和发展密切相关，因此，食品中PhIP含量的检测受到广泛的关注，如何快速高效地检测出食品中PhIP的含量是目前的一个重点研究方向。综上所述，酶标法和仪器检测法都可用于检测食品中的PhIP含量，对比不同的试验结果发现，酶标法和仪器检测法各有其优点和缺点。酶标法检测PhIP含量的优点是操作简便、快速高效；缺点是容易受到杂质的干扰，导致假阳性结果出现，而且，酶标法中的抗原或抗体主要来自于人体或者动物体，其用于检测食品中PhIP的准确性还有待进一步的鉴定。HPLC法不需要衍生化程序，并且具有操作简便、结果准确、灵敏度高、应用范围广等优点，但是它的缺点是分析成本高，分析时间一般比气相长。GCMS法需要对样品进行衍生化处理，操作复杂，步骤繁琐，且重现性一般，不适宜大批量的处理分析。与LCMS法相比，UPLC-MS/MS法具有分析时间更短、灵敏度更高、选择性更好、重现性更好等优点，从PhIP含量检测方法的发展趋势看，该方法将是该领域今后研究的重点。
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