水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴的檢測技術(shù)研究進(jìn)展

馬瑞欣+蘇歡歡+梁艷紅+劉世榮

摘要：對水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴的檢測技術(shù)進(jìn)行了綜述，主要介紹了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法和液相色譜法，并對兩種檢測技術(shù)進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)品；多環(huán)芳烴（PAHs）；檢測

多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）是分子中含有兩個以上苯環(huán)的一類有機(jī)化合物，已有16種PAHs被美國EPA列入優(yōu)先控制污染物名單，歐盟及WHO也采取了限制PAHs的措施[1]。PAHs來源分為天然來源和人為來源，天然來源主要包括燃燒（森林大火和火山噴發(fā)）和生物合成（沉積物成巖過程、生物轉(zhuǎn)化過程和焦油礦坑內(nèi)氣體），未開采的煤、石油中也含有大量的多環(huán)芳烴；人為來源主要是石油、木材、煙草、有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不完全燃燒時產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔?，溢油事件也成為PAHs人為來源的一部分。PAHs廣泛存在于大氣、土壤顆粒、水體及沉積物中，具有化學(xué)致癌作用、光致毒效應(yīng)和致突變作用[2]。

PAHs常溫下為固體，水溶性較低，脂溶性程度較高，水體中的PAHs可以通過多種途徑被生物體吸收并累積[3-4]。水產(chǎn)品中的PAHs污染主要來源于水體的污染[5]，污染源包括泄露的原油、陸地排放的廢水等[6，7]。國內(nèi)外許多河流不同程度受到PAHs的污染從而使該水域的水產(chǎn)品也受到污染[8-11]，海洋中貝類的PAHs濃度比其他生物體高[12]。在EEC Directive 2005/10/EC中，EU規(guī)定魚類中PAHs的最大允許限量為2.0 mg/kg（濕重）[13]。PAHs被人類或動物攝入后，在酶的作用下，會產(chǎn)生一些有毒、致癌物質(zhì)，有些對哺乳動物具有遺傳毒性[14]。本文對水產(chǎn)品中的PAHs檢測技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為建立可靠、高效的水產(chǎn)品中PAHs的批量檢測方法提供幫助，從而對評價水產(chǎn)品中PAHs的污染狀況提供數(shù)據(jù)支持。

1水產(chǎn)品中PAHs的檢測技術(shù)

關(guān)于土壤、水、大氣、沉積物中PAHs的檢測方法研究報道較多，方法主要是高效液相色譜法和氣-質(zhì)聯(lián)用法[15-18]，液-質(zhì)聯(lián)用法主要是利用大氣壓光電離離子源（APPI）、大氣壓化學(xué)電離離子源（APCI）或高分辨質(zhì)譜以定性分析高分子量PAHs為主[19-23]。水產(chǎn)品中的PAHs檢測方法有氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，其中液相色譜法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法為主要方法。

1.1氣相色譜法

氣相色譜法（GC）檢測PAHs一般用氫火焰離子化（FID）檢測器。王汩等[7]采用快速溶劑萃取儀，利用二氯甲烷提取，濃縮后正己烷定容，氣相色譜儀-氫火焰離子化（FID）檢測器，HP-5毛細(xì)管柱分析了魚體中的16種PAHs，回收率在90.14%～102.64%，RSD<6%。儲少崗等[24]利用KOH皂化，二氯甲烷萃取，堿性氧化鋁柱凈化、凝膠色譜凈化，氣相色譜氫火焰離子化（FID）檢測器測定了北京兩個魚樣體內(nèi)PAHs的含量，但由于氣相色譜分析高環(huán)數(shù)的多環(huán)芳烴具有一定的難度，他們用高效液相色譜法彌補(bǔ)了其不足。

1.2氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）具有氣相色譜的高選擇性、高分辨率、高靈敏度和質(zhì)譜的定性能力，成為目前檢測水產(chǎn)品中PAHs的主要方法之一。傳統(tǒng)的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，應(yīng)用石英毛細(xì)管柱程序升溫分離多環(huán)芳烴，質(zhì)譜應(yīng)用EI電離源、選擇離子監(jiān)測模式對PAHs各組分進(jìn)行定性定量，定量方法一般為內(nèi)標(biāo)法。由于PAHs環(huán)數(shù)越多，沸點越高，色譜進(jìn)樣口、柱溫箱、色譜質(zhì)譜接口、離子源、四極桿等各處溫度設(shè)置均較高。水產(chǎn)品中脂類、蛋白質(zhì)等含量高，基質(zhì)復(fù)雜，樣品的前處理涉及提取、凈化、濃縮等步驟。常用的提取方法有：分散固相萃取[25]、氫氧化鉀-甲醇皂化法[26]、索氏提取[27，28]、超聲萃取[29]、微波萃取[30]等；樣品凈化方法有：液液萃取法[25]、硅膠柱或氧化鋁與硅膠復(fù)合固相萃取柱[26-30]、凝膠滲透色譜[13，29]等凈化方法，見表1。

[30]

Norman D.Forsberg[31]改進(jìn)了QuEChER方法，用乙酸乙酯、丙酮和異辛烷混合液提取，分散固相萃取凈化，GC-MS選擇離子監(jiān)測模式分析了高脂鮭魚 中33種PAHs，與傳統(tǒng)QuEChER方法相比：2環(huán)、3環(huán)、5環(huán)PAHs的回收率提高了50%～200%，所有PAHs的平均回收率提高了67%，方法精密度<10%，檢出限低至 ng/g， 適用于大批量樣品的提取。

氣相色譜除了與單四極桿質(zhì)譜串聯(lián)外，與三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜、高分辨質(zhì)譜串聯(lián)等技術(shù)也應(yīng)用于水產(chǎn)品PAHs的檢測。劉冰等[32]建立了魚肉中16 種多環(huán)芳烴的氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜（GC-QqQ-MS/MS）的檢測方法。TR-5MS 毛細(xì)管柱分離，電子轟擊（EI）電離、選擇反應(yīng)檢測模式（SRM）。通過基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行外標(biāo)法定量，線性范圍 0.4～50 μg/kg，方法檢出限0.024～0.06 μg/kg，定量限從0.08～0.2 μg/kg?；厥章?8.5%～106.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.4%～17.8%。方杰等[33]建立了氣相色譜-離子阱質(zhì)譜法選擇離子儲存技術(shù)分析海洋貝類中多環(huán)芳烴，回收率62.3%～123.1%，RSD 8.7%～20.5%，線性范圍40～800 ng/mL，檢出限0.52～0.81 ng/g。Kamila Kalachova[34]等利用二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜（GCxGC-TOFMS）測定了魚體內(nèi)的多種污染物，包括16種PAHs，檢出限 0.025～0.5 μg/kg，實現(xiàn)了高分辨、高靈敏度、低檢出限、高通量分析。

1.3液相色譜法

被美國EPA列入優(yōu)先控制污染物名單中的16種PAHs中，除苊烯外其他均具有熒光特性，液相色譜熒光檢測器具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)勢，同時液相色譜更適合分析高沸點物質(zhì)，因此液相色譜熒光檢測器-串聯(lián)紫外檢測器（HPLC-UV/FL）在多環(huán)芳烴的檢測中得到廣泛應(yīng)用，成為水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴檢測的一個重要方法。液相色譜法的流動相多選用乙腈和水進(jìn)行梯度洗脫，外標(biāo)法定量。色譜柱多為PAH專用柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）或C18 （100 mm）柱，肖海清等[1]用超高效液相色譜考察了BEHC18 （100×2.1，1.7 μm），BEH SHIELDRP18 （50 mm×2.1 mm，1.7 μm）， BEHC18 （50 mm×2.1 mm，1.7 μm）， BEHC8 （50 mm×2.1 mm，1.7 μm）和BEHPhenyl （50 mm×2.1 mm，1.7 μm） 5種色譜柱分離PAHs的效果，發(fā)現(xiàn)用C18 （100 mm）色譜柱，乙腈-水為流動相分離16種PAHs所用時間最短，分離效果較好。由于水產(chǎn)品中基質(zhì)復(fù)雜和多環(huán)芳烴的脂溶性特點，樣品的提取和凈化成為液相色譜法檢測水產(chǎn)品中PAHs的關(guān)鍵。QuEChER法作為一種快速 、簡便 、廉價 、有效 、耐用 、安全 的殘留前處理方法，在液相色譜法檢測水產(chǎn)品PAHs的樣品制備中被廣泛采用[35-38]。QuEChER法提取水產(chǎn)品中的PAHs，一般加入乙腈、無水硫酸鎂和無水乙酸鈉振搖提取，乙腈沉降蛋白，無水乙酸鈉和無水硫酸鎂進(jìn)行鹽析脫水，提取液加入C18和中性氧化鋁或PSA和C18等進(jìn)行分散填料凈化。郭萌萌等[37]發(fā)現(xiàn)利用該法凈化后的樣品中仍明顯存在脂肪，且目標(biāo)組分回收率偏低，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，改振搖提取為均質(zhì)提取，再利用Florisil+C18（1+1）填充小柱進(jìn)一步凈化，獲得了較好的回收效果。除QuEChER提取凈化方法外，傳統(tǒng)的氫氧化鉀甲醇溶液進(jìn)行皂化提取，F(xiàn)lorisil固相萃取柱凈化等也用于液相色譜法檢測水產(chǎn)品中PAHs的樣品前處理中[39，40]。

1.4檢測方法比較

GC-MS和HPLC-UV/FL是檢測水產(chǎn)品中PAHs最常用的方法，氣相色譜具有高選擇性、高分辨率和高靈敏度的特性，且由于PAHs的熱穩(wěn)定性， 使用質(zhì)譜EI電離源能夠得到大的分子離子峰和很少的碎片離子，GC-MS在定性方面同時參考保留時間和質(zhì)譜碎片離子相對豐度，所以GC-MS在靈敏度和定性方面具有很大優(yōu)勢，抗基質(zhì)干擾能力較強(qiáng)，可以一次分析較多數(shù)目的組分，但分析時間較長且在分析低揮發(fā)性PAHs方面受限；HPLC-UV/FL能夠更好地測定低揮發(fā)性的PAHs，分析時間短，并且能夠有效分離多環(huán)芳烴的同分異構(gòu)體，在分離復(fù)雜的PAHs母體化合物及樣品凈化方面有著相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢[41]，但受到柱容量的限制，分析組分?jǐn)?shù)有限且抗基質(zhì)干擾能力較差，靈敏度較低。

2水產(chǎn)品中多環(huán)芳烴的檢測趨勢展望

隨著科技手段的發(fā)展，新儀器、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，高分辨質(zhì)譜、全二維氣相色譜、超高效液相色譜、液相-液相-氣相-質(zhì)譜（LC-LC-GC-MS）技術(shù)[42]、實時免疫PCR技術(shù)（RT-IPCR）[43]等已應(yīng)用于環(huán)境中PAHs的檢測，多環(huán)芳烴的檢測一方面在利用高分辨質(zhì)譜技術(shù)向定性方向發(fā)展，以期望發(fā)現(xiàn)更多的PAHs；另一方面在向著靈敏度高、自動化程度高、高通量檢測方向發(fā)展[44]。水產(chǎn)品由于基質(zhì)復(fù)雜，干擾多，相對于環(huán)境的PAHs研究起步較晚，建立快速、靈敏、可靠、高效的檢測方法是其檢測發(fā)展的必然趨勢。

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