基于氣相色譜-靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜的海參中風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的篩選

馬 暢, 曹 蓉, 孫 帥, 張海軍, 陳吉平, 熊志立, 盧憲波*

(1. 沈陽(yáng)藥科大學(xué), 遼寧 沈陽(yáng) 110000; 2. 中國(guó)科學(xué)院分離分析化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所, 遼寧 大連 116023)

全世界使用的化學(xué)品數(shù)量正在穩(wěn)步增加,新化合物還在不斷合成。因此,在環(huán)境領(lǐng)域經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)各種新污染物[1]?；瘜W(xué)品使用量的增加引起了科學(xué)家和決策者對(duì)環(huán)境污染的擔(dān)憂[2]。一些人為污染物,如農(nóng)藥、工業(yè)副產(chǎn)品、藥品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品等被釋放到環(huán)境中,可能對(duì)生物體的健康、生存和繁殖造成巨大威脅[3],并通過(guò)動(dòng)植物尤其是水產(chǎn)品的生物累積和飲食攝入等多種方式對(duì)人類健康造成潛在威脅。污染物通過(guò)各種方式在生物體內(nèi)進(jìn)行累積且不同污染物之間具有累積性差異,這些污染物在環(huán)境和生物體內(nèi)通常處于痕量水平,因此污染物的痕量多殘留檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)為目前國(guó)內(nèi)外的重點(diǎn)研究方向,特別是通過(guò)快速、高覆蓋度、精準(zhǔn)的分析方法實(shí)現(xiàn)痕量多殘留檢測(cè)成為研究的焦點(diǎn)[4]。目前痕量污染物多殘留檢測(cè)通常采用氣相色譜-質(zhì)譜、液相色譜-質(zhì)譜等方法,其中靜電場(chǎng)軌道阱高分辨質(zhì)譜(Orbitrap HRMS)的高分辨全掃描模式可同時(shí)采集所有目標(biāo)化合物信息,可對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中大量污染物進(jìn)行廣譜篩查、定性鑒別并同時(shí)對(duì)多種目標(biāo)化合物進(jìn)行定量分析。Q Exactive GC-Orbitrap HRMS系統(tǒng)不僅具有氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜的定量能力,還具備只有Orbitrap HRMS技術(shù)才能提供的全掃描高分辨率、精確質(zhì)量(HRAM)性能,因此面對(duì)靶向和非靶向分析均能提供高靈敏度,且對(duì)靶向分析可獲得高置信度的定量結(jié)果。

海參(Holothurian, sea cucumber)屬于無(wú)脊椎動(dòng)物、棘皮動(dòng)物門、海參綱?！侗静菥V目》記載:海參,味甘咸,補(bǔ)腎,益精髓、攝小便、其性溫補(bǔ),足敵人參,故名海參[5]。海參具有高蛋白、低脂肪、低糖等優(yōu)點(diǎn),富含各種人體必需的氨基酸、維生素、常量和微量元素以及多種重要的活性成分[6-13]。海參作為人體滋補(bǔ)的重要營(yíng)養(yǎng)品,其累積污染物的多殘留監(jiān)測(cè)對(duì)于海參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展和保護(hù)人體健康都非常重要,但是目前的研究都局限在對(duì)抗生素、重金屬等常規(guī)污染物的監(jiān)測(cè)[14,15],對(duì)海參中風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的高通量多殘留分析卻鮮有報(bào)道。

針對(duì)水產(chǎn)食品中風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的廣譜篩選與污染物防控方面的需求,本研究建立了一種簡(jiǎn)單、有效的改良QuEChERS樣品制備新方法,結(jié)合GC-Orbitrap HRMS方法所具備的高分辨、對(duì)目標(biāo)污染物近乎全覆蓋的優(yōu)勢(shì),建立了用于海參中289種風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)高通量篩查及高精準(zhǔn)定量分析新方法?；诔志眯?、毒性、生物累積性等特性篩選危害物清單,針對(duì)水產(chǎn)品和養(yǎng)殖環(huán)境中重點(diǎn)關(guān)注及對(duì)人體飲食攝入產(chǎn)生潛在的健康危害等方面綜合考慮,建立了共包含10大類289種環(huán)境污染物的高分辨數(shù)據(jù)庫(kù),可用于非靶向目標(biāo)物篩查和定量分析。基于建立的樣品前處理和GC-Orbitrap高分辨新方法,對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)采集的海參中污染物進(jìn)行了高通量篩選和分析。該方法可廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品中風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的非目標(biāo)篩查和精準(zhǔn)定量,為食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供技術(shù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

Q Exactive GC-Orbitrap高分辨質(zhì)譜儀(配備AI1310自動(dòng)進(jìn)樣器和TRACE 1310氣相色譜儀,賽默飛世爾科技公司);冷凍干燥機(jī)(美國(guó)Labconco公司); Milli-Q超純水儀(Merck Millipore公司); KQ-250DE型數(shù)控超聲清洗器(昆山市超聲儀器有限公司); XW-80A渦旋混合器(上海精科實(shí)業(yè)有限公司);臺(tái)式離心機(jī)D-37520 Osterode(德國(guó)Kendro公司產(chǎn)品); DC-12氮吹濃縮儀(上海安普公司); R-205旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司)。

農(nóng)殘級(jí)二氯甲烷、正己烷、壬烷購(gòu)自美國(guó)J. T. Baker公司;色譜級(jí)乙腈購(gòu)自美國(guó)Sigma-Aldrich公司;色譜級(jí)乙酸乙酯、分析級(jí)無(wú)水硫酸鈉和無(wú)水硫酸鎂購(gòu)自天津大茂化學(xué)試劑廠;農(nóng)殘級(jí)弗洛里硅土選擇性吸附劑(粒徑60～100 μm)購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;分析級(jí)氯化鈉購(gòu)自天津天大化學(xué)試劑廠;13C標(biāo)記的多氯聯(lián)苯類(PCBs)標(biāo)準(zhǔn)品,P48-W-ES混合標(biāo)準(zhǔn)品(包括13C12-PCB-77、13C12-PCB-81、13C12-PCB-105、13C12-PCB-114、13C12-PCB-18、13C12-PCB-123、13C12-PCB-126、13C12-PCB-156、13C12-PCB-157、13C12-PCB-167、13C12-PCB-169、13C12-PCB-189), P48-M-ES混合標(biāo)準(zhǔn)品(包括13C12-PCB-28、13C12-PCB-52、13C12-PCB-101、13C12-PCB-138、13C12-PCB-153、13C12-PCB-180), P48-RS混合標(biāo)準(zhǔn)品(包括13C12-PCB-70、13C12-PCB-111、13C12-PCB-170),多氯萘(PCN)-MXA混合標(biāo)準(zhǔn)品,PCN-MXC混合標(biāo)準(zhǔn)品,多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)混合標(biāo)準(zhǔn)品,多氯代二苯并對(duì)二噁英(PCDDs)與多氯代二苯并呋喃(PCDFs)標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自加拿大Wellington Laboratories公司;PCBs標(biāo)準(zhǔn)品、有機(jī)氯農(nóng)藥類(OCPs)標(biāo)準(zhǔn)品、多環(huán)芳烴類(PAHs)標(biāo)準(zhǔn)品、氯苯類標(biāo)準(zhǔn)品、苯胺類(anilines)標(biāo)準(zhǔn)品、酚類(phenols)標(biāo)準(zhǔn)品、酞酸酯類(PAEs)標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自美國(guó)Organic Standards Solutions International公司;氯代多環(huán)芳烴(Cl-PAHs): 5-氯二氫苊(5-ClAce, 純度97.6%)、3,5-二氯苊(3,5-Cl2Ace, 純度96%)、3,5,6-三氯苊(3,5,6-Cl3Ace, 純度98.9%)、3,5,6,8-四氯苊(3,5,6,8-Cl4Ace, 純度96%)、9-氯芴(9-ClFlu, 純度96%)、9-氯菲(9-ClPhe, 純度95%)固體標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自Toronto Research Chemicals, Inc.(Toronto, Canada); 9-氯蒽(9-ClAnt, 純度96%)固體標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自Matrix Scientific (MA, USA); 2-氯蒽(2-ClAnt, 純度99.9%)和9,10-二氯蒽(9,10-Cl2Ant, 99.5%)固體標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自Tokyo Chemical Industry (Tokyo, Japan); 1-氯芘(1-ClPyr, 純度98%)標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自Fluorochem(Derbyshire, UK); 6-氯苯并[a]芘(6-ClBaP, 50 mg/L)標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)自Chiron (Trondheim, Norway)。另外28種混合標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自美國(guó)AccuStandard公司,50 mL離心管購(gòu)自美國(guó)Corning公司。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將所有Cl-PAHs的固體標(biāo)準(zhǔn)品以二氯甲烷溶劑配制成質(zhì)量濃度為0.44～0.69 mg/mL的單一儲(chǔ)備溶液。然后分別移取適當(dāng)體積的Cl-PAHs單一儲(chǔ)備溶液,以正己烷稀釋成質(zhì)量濃度為5.0 mg/L的混合儲(chǔ)備溶液,待使用前移取適量體積稀釋成所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。PCBs回收率內(nèi)標(biāo)是將1 000 μg/L的13C12-PCB-28、13C12-PCB-52、13C12-PCB-101、13C12-PCB-138、13C12-PCB-153、13C12-PCB-180用壬烷配制成質(zhì)量濃度為100 μg/L的PCBs回收率內(nèi)標(biāo)。其他各種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液均以壬烷稀釋成質(zhì)量濃度為100 mg/L的儲(chǔ)備溶液,待使用前移取適量體積稀釋成所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,上述所有標(biāo)準(zhǔn)品、儲(chǔ)備溶液及標(biāo)準(zhǔn)溶液均于-20 ℃冰箱中冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 樣本采集及樣本前處理

樣本采集 樣本采集于遼寧省大連市普蘭店區(qū)3個(gè)養(yǎng)殖點(diǎn)。新鮮海參樣品經(jīng)去離子水沖洗,去除內(nèi)臟后獲得可食用部分,通過(guò)食品粉碎機(jī)粉碎獲得勻質(zhì)樣品。所有樣品均經(jīng)冷凍干燥后用粉碎機(jī)再次粉碎均勻,于-20 ℃密封保存待用。

樣本前處理 樣品提取與濃縮:準(zhǔn)確稱量1 g(±0.01 g)樣品至50 mL離心管中,加入4 mL純水并渦旋混勻1 min;快速添加10 mL乙腈-乙酸乙酯(1∶1, v/v)作為萃取溶劑,并渦旋混勻1 min后,加入4 g(±0.01 g)無(wú)水硫酸鎂和1 g(±0.01g)氯化鈉以去除水分并沉淀蛋白質(zhì)。強(qiáng)烈渦旋混勻1 min后超聲提取15 min, 3 000 r/min條件下離心5 min,并收集上清液,重復(fù)上述提取步驟兩次并合并上清液,通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器將提取液濃縮至1～2 mL。

濃縮液凈化 利用弗羅里硅土柱(Florisil柱,長(zhǎng)度400 mm×內(nèi)徑20 mm)進(jìn)行凈化,填料從底層到頂層的添加順序?yàn)?2 g無(wú)水硫酸鈉、8 g弗羅里硅土、6 g無(wú)水硫酸鈉,先用正己烷活化Florisil柱,然后將樣品轉(zhuǎn)移至該柱內(nèi),用100 mL正己烷-二氯甲烷(1∶1, v/v)混合溶液淋洗,將最后凈化的洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1～2 mL,逐步轉(zhuǎn)移至微量管中在弱氮?dú)饬飨麓蹈?并加入10 μL13C標(biāo)記的PCBs進(jìn)樣內(nèi)標(biāo)(100 μg/L)定容至10 μL。

1.4 色譜-質(zhì)譜條件

TG-5SILMS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm,購(gòu)自賽默飛世爾科技);進(jìn)樣量為1 μL;以分流模式進(jìn)樣,分流比為5∶1,進(jìn)樣口溫度260 ℃,流速1.0 mL/min;程序升溫條件如下:初始溫度40 ℃下保持1.5 min;以25 ℃/min的速率升溫至90 ℃,保持1.5 min;再以25 ℃/min的速率升溫至180 ℃;然后以5 ℃/min速率升溫至280 ℃;最后以10 ℃/min速率升溫至310 ℃后,保持10 min。

Q Exactive GC-Orbitrap HRMS使用電子轟擊電離源(EI)和帶高能碰撞誘導(dǎo)解離(HCD)的混合四極桿Orbitrap質(zhì)譜儀進(jìn)行操作。傳輸線溫度為260 ℃,離子源溫度為250 ℃,電子能量為70 eV。溶劑延遲時(shí)間為6.5 min,全掃描模式下,質(zhì)譜掃描范圍為m/z50～750。氮?dú)庾鳛閺澢€性阱(C-Trap)緩沖、HCD碰撞氣和儀器放空保護(hù)氣,純度為99.999%。質(zhì)量分辨率設(shè)置為60 000 FWHM(m/z219),自動(dòng)增益控制(AGC)設(shè)置為1×106個(gè)離子,最大離子注入時(shí)間設(shè)置為“AUTO”。該儀器使用Xcalibur 4.1和TraceFinder 4.1(賽默飛世爾科技)進(jìn)行控制。

1.5 數(shù)據(jù)處理

樣品分析結(jié)果通過(guò)兩種方式進(jìn)行處理,其一是基于高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行可疑物篩查與精準(zhǔn)鑒別,其二是基于NIST數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行未知物的輔助定性。對(duì)未知物定性時(shí)設(shè)置篩查參數(shù)如下:至少存在2個(gè)匹配的精確質(zhì)量數(shù)離子,質(zhì)量準(zhǔn)確度偏差小于5×10-6(5 ppm),匹配得分大于80。對(duì)于NIST數(shù)據(jù)庫(kù)的解析結(jié)果,通過(guò)匹配得分、保留指數(shù)、精確質(zhì)量數(shù)偏差、質(zhì)譜圖、基峰與次基峰的比值等信息進(jìn)行確證。本方法建立了包含多氯聯(lián)苯、多氯萘、有機(jī)氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等419種重點(diǎn)關(guān)注污染物的數(shù)據(jù)庫(kù)子庫(kù),結(jié)合其他高分辨數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)化合物進(jìn)行篩查。通過(guò)對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理后,可同時(shí)對(duì)289種化合物進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析。

1.6 質(zhì)量控制和方法性能

采用本方法對(duì)289種污染物進(jìn)行分析,包括18種PCBs(含12種二噁英類PCBs和6種指示性PCBs)、24種OCPs、16種PCNs、11種PAEs、37種PAHs、75種其他農(nóng)藥化學(xué)品類(ACs)、16種酚類化合物、34種苯胺類化合物、19種取代苯類以及39種藥物、增塑劑等其他類毒性化合物(others)。本方法通過(guò)待測(cè)化合物與內(nèi)標(biāo)之間的相對(duì)響應(yīng)因子對(duì)樣品中的目標(biāo)化合物進(jìn)行定量分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

在本方法中,通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行全掃,獲得所有必需的信息(保留時(shí)間、碎片離子、相對(duì)離子豐度等),從而構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)。由于混合標(biāo)準(zhǔn)品中包含多種目標(biāo)化合物,可能產(chǎn)生大量相同相對(duì)分子質(zhì)量不同結(jié)構(gòu)的離子峰共流出,因此可通過(guò)正構(gòu)烷烴對(duì)保留指數(shù)(RI)進(jìn)行校準(zhǔn),通過(guò)解卷積插件對(duì)色譜圖中可能存在的化合物進(jìn)行區(qū)分。將獲得的譜圖與NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行比較,通過(guò)碎片離子m/z及其分子式,進(jìn)一步確定目標(biāo)化合物及其保留時(shí)間和主要碎片離子。因?yàn)镋I是一種高能電離模式,且儀器常在70 eV下進(jìn)行電離,所以,最強(qiáng)的離子不完全為分子離子(只有一部分化合物以分子離子為基峰)。如果NIST譜庫(kù)中不包含某些特定化合物,則可以通過(guò)手動(dòng)修復(fù)主要碎片離子m/z來(lái)進(jìn)行匹配。本工作通過(guò)關(guān)聯(lián)目標(biāo)化合物的保留時(shí)間、精確質(zhì)量數(shù)等信息建立定性分析方法,并以內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化

2.2.1提取方法的優(yōu)化

傳統(tǒng)QuEChERS方法利用溶劑對(duì)樣品中的化合物進(jìn)行提取,加入MgSO4等鹽類除水后加入乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、C18鍵合硅膠(C18)等吸附劑去除雜質(zhì)后對(duì)上清液進(jìn)行儀器分析。而本方法針對(duì)提取溶劑及雜質(zhì)凈化方式進(jìn)行了優(yōu)化。QuEChERS方法中常用乙腈、乙酸乙酯、甲醇、丙酮等作為提取溶劑[3,16-18]。本工作考察了不同萃取溶劑對(duì)目標(biāo)化合物提取效果的影響,包括乙腈、乙腈-乙酸乙酯(1∶1, v/v)、丙酮-二氯甲烷(1∶1, v/v),并加入150 mg C18與150 mg PSA進(jìn)行凈化。為了避免樣品本底值對(duì)回收率結(jié)果的影響,本實(shí)驗(yàn)以13C標(biāo)記PCBs作為研究對(duì)象,13C-PCB-70、13C-PCB-111、13C-PCB-170作為內(nèi)標(biāo)考察各目標(biāo)物的回收率,結(jié)果見(jiàn)圖1。可以看出,乙腈-乙酸乙酯(1∶1, v/v)作為萃取溶劑時(shí)多數(shù)目標(biāo)物回收率較高但是個(gè)別目標(biāo)物回收率低,需要進(jìn)一步優(yōu)化QuEChERS前處理方法;而乙腈作為萃取劑回收率則較為穩(wěn)定。

圖 1 不同提取溶劑對(duì)13C-PCBs回收率的影響Fig. 1 Effect of different extraction solvents on the recoveries of 13C-polychlorinated biphenyls (PCBs) CH3CN: acetonitrile; C4H8O: ethyl acetate; C3H6O: acetone; CH2Cl2: dichloromethane.

2.2.2凈化方法優(yōu)化

經(jīng)不同萃取劑提取濃縮后,管壁內(nèi)均有黃色油狀物質(zhì),表明150 mg C18與PSA作為凈化劑并不能完全去除雜質(zhì);通過(guò)對(duì)該黃色油狀物進(jìn)行鑒定,證明該物質(zhì)為膽固醇,由于其含量太高響應(yīng)太大,嚴(yán)重影響其他目標(biāo)物檢測(cè)并會(huì)對(duì)儀器設(shè)備產(chǎn)生污染。在C18與PSA結(jié)合凈化基礎(chǔ)上,對(duì)樣品中的膽固醇分別采用凝膠滲透色譜(GPC)、改性的聚苯乙烯/二乙烯苯高分子聚合物固相萃取填料(PEP)、氨基鍵合硅膠(Silica-NH2)、弗羅里硅土(Florisil)、氧化鋁(Al2O3)等凈化柱對(duì)其進(jìn)一步凈化,結(jié)果如圖2所示。樣品單獨(dú)經(jīng)C18+PSA進(jìn)行凈化后膽固醇峰面積高達(dá)1.08×1012(定義為100%),經(jīng)Silica-NH2、GPC或PEP凈化后膽固醇的峰面積分別降至C18+PSA凈化方式的82.2%、56.3%、10.6%,證明上述3種方法對(duì)膽固醇均有一定凈化效果但效果不理想,經(jīng)Al2O3或Florisil凈化后膽固醇峰面積響應(yīng)值分別降至0.134%和0.129%,證明Al2O3與Florisil均具有非常理想的凈化效果,經(jīng)綜合考量后選擇Florisil作為凈化材料。經(jīng)乙腈、乙腈-乙酸乙酯(1∶1, v/v)分別提取后加入C18+PSA再結(jié)合Florisil進(jìn)行凈化,13C標(biāo)記PCBs的回收率結(jié)果如圖3所示,發(fā)現(xiàn)乙腈-乙酸乙酯(1∶1, v/v)的提取效果較乙腈提取效果更佳,因此后續(xù)采用乙腈-乙酸乙酯(1∶1, v/v)方法進(jìn)行提取,并采用Florisil進(jìn)行凈化。

圖 2 膽固醇通過(guò)不同凈化手段在全掃描模式下總離子流色譜圖Fig. 2 Total ion chromatograms of cholesterol in the full scan mode achieved using different purification methods

圖 3 不同提取溶劑對(duì)13C-PCBs回收率的影響(經(jīng)過(guò)Florisil柱凈化)Fig. 3 Effect of different extraction solvents on the recoveries of 13C-PCBs after purification on a Florisil column

由于C18、PSA與Florisil的凈化效果存在疊加,C18與PSA對(duì)目標(biāo)化合物有一定吸附效果導(dǎo)致回收率下降。因此后續(xù)樣品前處理方法僅通過(guò)Florisil柱進(jìn)行凈化,不再使用C18與PSA。通過(guò)基質(zhì)加標(biāo)對(duì)回收率進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示依舊可以獲得良好的凈化效果且回收率可得到明顯提高,PCBs回收率為67.8%～120%,所有目標(biāo)物總回收率為40%～120%,綜合考慮回收率可滿足篩查分析的需求,且顯著降低了基質(zhì)效應(yīng)對(duì)分析結(jié)果的干擾,因此最終選擇只采用Florisil柱凈化的方式進(jìn)行樣品前處理工作。

2.3 方法學(xué)考察

通過(guò)基質(zhì)加標(biāo)試驗(yàn)計(jì)算方法檢出限,添加定量限附近濃度進(jìn)行重復(fù)分析,以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限,以3.3倍檢出限作為定量限,最終檢出限范圍為0.17～17.5 pg/g,定量限范圍為0.56～57.8 pg/g,線性范圍約6個(gè)數(shù)量級(jí)。以基質(zhì)加標(biāo)試驗(yàn)對(duì)回收率進(jìn)行考察,回收率范圍為40%～120%,方法重復(fù)性RSD值為1.34%～24.5%。每6個(gè)樣品添加一個(gè)程序空白進(jìn)行質(zhì)控,程序空白中的大部分目標(biāo)污染物均低于檢出限,僅個(gè)別目標(biāo)物略高于檢出限,在結(jié)果中需扣除空白干擾。

2.4 實(shí)際樣品測(cè)定

利用Q Exactive GC-Orbitrap高分辨質(zhì)譜對(duì)海參樣品中289種污染物進(jìn)行多目標(biāo)同時(shí)分析。以二氯苯的3種同分異構(gòu)體為例,圖4a和4b分別為海參樣品中與標(biāo)準(zhǔn)品(50 μg/L)的二氯苯總離子流色譜(TIC)圖,圖中同時(shí)疊加顯示了1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯的一個(gè)定量離子(m/z145.968 48)與兩個(gè)輔助離子(m/z147.965 49、110.999 65)的離子流色譜圖以及相應(yīng)的離子豐度比,通過(guò)圖4a和4b對(duì)比可精準(zhǔn)確認(rèn)這3種化合物為二氯苯。

圖 4 (a)海參樣品中二氯苯與(b)二氯苯標(biāo)準(zhǔn)的特征碎片離子分布Fig. 4 Characteristic fragment distributions of dichlorobenzenes in (a) a sea cucumber sample and (b) a mixed standard

利用以上方法對(duì)海參樣本中10類有機(jī)污染物進(jìn)行精準(zhǔn)定性及定量分析,并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),共從海參中檢出100種污染物,其中包括7種PCBs、12種OCPs、3種PCNs、6種PAEs、27種PAHs、9種ACs、6種酚類化合物、7種苯胺類化合物、8種取代苯類化合物和15種其他類毒性化合物。各類有機(jī)污染物總含量均值分布情況如圖5所示,其中PAHs、ACs檢出含量較高,總含量均值分別為157.8 ng/g dw、153.2 ng/g dw,其次為PAEs、OCPs和其他類毒性化合物,總含量均值分別為64.4、46.4 和14.9 ng/g dw,其他5類有機(jī)污染物檢出含量均小于1.6 ng/g dw,其中PCNs累計(jì)總含量均值僅為0.683 pg/g dw。除常見(jiàn)16種多環(huán)芳烴外,同時(shí)對(duì)海參中另外21種PAHs新污染物進(jìn)行了分析,共分析了37種PAHs化合物,檢出其中27種有機(jī)污染物,主要以3、4環(huán)形式存在,其中3環(huán)PAHs和4環(huán)PAHs分別占總PAHs的48.8%和43.6%。多種有機(jī)污染物首次在海參體內(nèi)被檢出,如9-氯芴、5-氯苊、3-甲基膽蒽等,平均含量分別為21.5 ng/g dw、1.09 ng/g dw、22.9 pg/g dw。對(duì)于檢出的PCBs,主要以五氯和六氯取代貢獻(xiàn)度較高,六氯取代如PCB-153其平均含量為0.365 ng/g dw,五氯取代如PCB-118其平均含量為0.279 ng/g dw,其他如PCB-52和PCB-167等檢出含量較低,僅為1.28和3.99 pg/g dw。Leon等[19]對(duì)馬爾梅諾環(huán)礁湖中海參的9種PCBs、14種PAHs等污染物進(jìn)行了分析,PCBs含量為0.2～0.9 ng/g dw, PAHs含量為6.0～74.5 ng/g dw,經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),馬爾梅諾環(huán)礁湖海參中PCBs總量與普蘭店海參樣品中PCBs總量(平均含量0.99 ng/g dw)相當(dāng),普蘭店海參中對(duì)應(yīng)的14種PAHs總含量均值為127 ng/g dw,略高于馬爾梅諾環(huán)礁湖中海參體內(nèi)PAHs含量。

圖 5 海參中各類有機(jī)污染物平均總含量分布圖Fig. 5 Distribution of various types of organic pollutants in sea cucumber samples PAEs: phthalates; OCPs: organochlorine pesticides; PAHs: polycyclic aromatic hydrocarbons; ACs: other agricultural chemicals; PCBs: polychlorinated biphenyls; PCNs: polychlorinated naphthalene.

3 結(jié)論

本文結(jié)合傳統(tǒng)的QuEChERs方法與柱凈化方法,提出了一種基于改良QuEChERs的簡(jiǎn)便生物樣品制備新方法,經(jīng)弗洛里硅土柱凈化后脂含量降低了99.9%,顯著減少了基質(zhì)效應(yīng)對(duì)分析結(jié)果的干擾。依靠TraceFinder軟件建立的高分辨數(shù)據(jù)庫(kù)可在全掃描高分辨質(zhì)譜模式下同時(shí)對(duì)289種目標(biāo)化合物進(jìn)行精準(zhǔn)定性和定量分析。利用此方法對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)采集的海參中289種污染物分布進(jìn)行分析,共檢出100種有機(jī)污染物,其中PAHs、ACs、PAEs、OCPs檢出總含量的均值相對(duì)高于其他類污染物。此外,9-氯芴、5-氯苊、3-甲基膽蒽等多種新污染物在海參中首次被發(fā)現(xiàn),但含量相對(duì)較低。本方法具有樣品前處理簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、篩查分析精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì),具有很好的實(shí)際應(yīng)用前景。該方法可廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)品中風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的非目標(biāo)篩查和精準(zhǔn)定量,為食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供有力的技術(shù)支撐。