【概述】

多氯聯(lián)苯（PCBs）是一組高毒性的有機(jī)氯化合物。根據(jù)氯取代數(shù)的不同，PCB存在209種同系物1。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和毒理特征，可將這些同源物分為兩類。類包括12種具有類二噁英的結(jié)構(gòu)和毒性的同系物，稱為“類二噁英多氯聯(lián)苯”（DL-PCBs），其為本項(xiàng)研究的重點(diǎn)。另一類占絕大多數(shù)，不具有該程度毒性，稱為“非二噁英樣多氯聯(lián)苯”（NDL-PCBs）。

DL-PCBs已被列為持久性有機(jī)污染物（POPs），自2001年以來一直受到“關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩約”的管制，以保護(hù)人類健康和環(huán)境安全2。這些化合物主要來源于工業(yè)加工，它們可作阻燃劑、密封劑和潤滑劑等3。DL-PCBs尤其值得關(guān)注，因?yàn)樗鼈儾蝗菀捉到?，且可長距離遷移。DL-PCBs能夠在生物體內(nèi)累積，食物鏈上等級(jí)越高生物體接觸到的DL-PCBs暴露量越高。人類主要通過攝取食物接觸這些化合物，尤其是富含動(dòng)物脂肪的食物4。DL-PCBs易溶于油脂而難溶于水，因而容易在脂肪組織中富集，且難以排出體內(nèi)。

DL-PCBs對(duì)人類的危害使環(huán)境中，特別是食品和動(dòng)物飼料中DL-PCBs的準(zhǔn)確檢測和定量變得至關(guān)重要。歐盟于2001年建立了一項(xiàng)監(jiān)測計(jì)劃，旨在限制并理想地消除二噁英和DL-PCBs在環(huán)境中的排放5，并在1883/2006號(hào)條例中規(guī)定了食品和飼料中二噁英、DL-PCBs和六種非二噁英樣PCBs（NDL-PCB）的“高水平”（Maximum Levels, ML）。歐盟還確立了一個(gè)“干預(yù)水平”（Action Level, AL），用作特定污染源的預(yù)警。ML和Al都表示為毒性當(dāng)量（Toxic Equivalence Quotients,TEQ）。以高毒性的2,3,7,8-四氯二苯并對(duì)二噁英（2,3,7,8-TCDD）的毒性當(dāng)量因子（Toxic EquivalenceFactor, TEF）為1，其它化合物的毒性折算為相應(yīng)的相對(duì)毒性強(qiáng)度，DL-PCBs的TEF值范圍0.0001（PCB77）至0.1（PCB 126）。

迄今為止，歐盟法規(guī)仍然要求采用氣相色譜/高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)污染樣品中的二噁英和DL-PCBs做定性定量分析，高分辨磁質(zhì)譜因其靈敏度和專屬性，尤其適用于低濃度水平的檢測，也可用于食品和飼料中ML和AL水平的測定。然而，近年來氣相色譜/三重四極桿質(zhì)譜（GC-MS/MS）技術(shù)因?qū)崿F(xiàn)了高靈敏度和高選擇性分析，從而被認(rèn)可用作控制食品和飼料中DL-PCBs的“高水平”（ML）的檢測5。但對(duì)于低濃度水平的檢測（即低于監(jiān)管目標(biāo)水平的五分之一），仍需要采用高分辨磁質(zhì)譜進(jìn)行6。

根據(jù)已修訂的歐盟法規(guī):

1.每組四極桿的分辨率設(shè)置需大于或等于單位質(zhì)量數(shù)分辨率（即足以分離相差一個(gè)質(zhì)量單位的兩個(gè)質(zhì)譜峰的分辨率）。

2.對(duì)所有標(biāo)記和未標(biāo)記分析物，應(yīng)使用兩個(gè)離子對(duì)（母離子-子離子）進(jìn)行分析。

3.同一質(zhì)譜條件下（尤其是離子對(duì)碰撞能量與碰撞氣壓力），與計(jì)算值或測量值（標(biāo)準(zhǔn)品的平均值）相比，離子比率大允許偏差為±15％。

【實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件】

表1. GC和進(jìn)樣器條件。

四極桿的分辨率根據(jù)歐盟法規(guī)要求的大于或等于單位質(zhì)量數(shù)分辨率設(shè)定（表2）。

表2.質(zhì)譜條件。

【樣品提取】

DL-PCB標(biāo)準(zhǔn)品（68 C CVS CS 1至CS 5）購自Wellington Laboratories Inc.公司，包括DL-PCBs和13 C標(biāo)記物。以下食品和飼料萃取樣品由西班牙巴塞羅那CSIC環(huán)境評(píng)估與水研究所提供：脂肪組織、魚肝、魚油、干魚、加標(biāo)的飼料樣品和奶粉樣品（經(jīng)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）。采用PowerPrepTMSPE系統(tǒng)萃取和凈化飼料基質(zhì)樣品，使用多層硅膠層析柱-堿性氧化鋁柱-石墨碳柱凈化處理牛奶、組織和魚樣品，后在壬烷中定容上機(jī)。

【實(shí)驗(yàn)/操作方法】

本實(shí)驗(yàn)評(píng)估了Thermo ScientificTM TSQTM 8000 Evo三重四極桿GC-MS/MS用于分析DL-PCBs的性能。實(shí)驗(yàn)根據(jù)DL-PCBs的檢測標(biāo)準(zhǔn)，分別使用溶劑標(biāo)準(zhǔn)品、食品和飼料的基質(zhì)樣品對(duì)儀器性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。同時(shí)，對(duì)比了采用TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與采用高分辨磁質(zhì)譜分析的食品和飼料基質(zhì)樣品的結(jié)果。

TSQ 8000 Evo儀器使用電子電離（EI）在MS/MS模式下運(yùn)行。數(shù)據(jù)采集時(shí)，為每個(gè)化合物選擇兩個(gè)選擇反應(yīng)監(jiān)測（SRM）離子對(duì)，滿足歐盟標(biāo)準(zhǔn)的要求。Timed-SRM模式下，每個(gè)色譜峰少采集12個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。使用

AutoSRM軟件自動(dòng)優(yōu)化所選擇的SRM離子對(duì)及其碰撞能量，結(jié)果見表3。使用Thermo ScientificTMTargetQuan3.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，該軟件針對(duì)處理環(huán)境監(jiān)管中持久性有機(jī)污染物（POPs）的MS、MS/MS或HRMS數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)。

表3. DL-PCBs和13C標(biāo)記物所使用的SRM離子對(duì)。

使用TargetQuan軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，該軟件專為同位素稀釋法定量分析POPs而設(shè)計(jì)。軟件的定量流程基于化合物相對(duì)校正因子（或平均相對(duì)校正因子），同時(shí)包含毒性當(dāng)量因子（TEF），可自動(dòng)計(jì)算化合物毒性當(dāng)量（TEQ），終測定總毒性當(dāng)量值。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

本研究使用的儀器方法基于此前使用GC-MS/MS分析PCDD/Fs的方法9。儀器方法沿用了Timed-SRM模式，與傳統(tǒng)的分段掃描模式相比，Timed-SRM基于已知化合物的保留時(shí)間，在保留時(shí)間窗口內(nèi)對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集，從而提高目標(biāo)化合物的分析效率，提高儀器靈敏度，降低方法檢出限。此外，通過Timed-SRM可單獨(dú)設(shè)置與待測物保留時(shí)間非常接近的13 C同位素標(biāo)記物的采集通道。

色譜法

使所有DL-PCB異構(gòu)體得到充分的色譜分離，是可靠定性、定量分析的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)用低濃度的標(biāo)準(zhǔn)品（CS1：1 pg/µL）對(duì)DL-PCBs的色譜分離情況進(jìn)行評(píng)估。所有待測化合物和13C標(biāo)記物均能檢出，并且有良好的峰形，如圖1所示，五氯聯(lián)苯異構(gòu)體做到了<10％的峰谷分離（圖2）。

圖1.低濃度標(biāo)準(zhǔn)品（1 pg/µL）中DL-PCBs待測物的色譜分離。顯示每個(gè)化合物的一個(gè)SRM離子對(duì)（定量離子）。

圖2. CS-1標(biāo)準(zhǔn)品中五氯聯(lián)苯同分異構(gòu)體的色譜分離示例（1 pg/µL）。

達(dá)到目標(biāo)檢測限

對(duì)于DL-PCBs分析來說，達(dá)到所需的檢測限對(duì)于實(shí)施常規(guī)監(jiān)測方法是至關(guān)重要的。法規(guī)要求方法的定量限（LOQ）應(yīng)約為“高水平”（ML）的五分之一5,8,9。常規(guī)二噁英分析的儀器靈敏度需考察儀器的檢測限（LOD）和定量限（LOQ），對(duì)于磁質(zhì)譜而言，LOD為3倍信噪比，而LOQ為10倍信噪比。

由于GC-MS/MS儀器在MS/MS模式下強(qiáng)大的抗干擾能力，采集得到的數(shù)據(jù)噪音很少或幾乎沒有，因此，需要使用其他方法計(jì)算LOD/LOQ。綜合考慮內(nèi)標(biāo)物的回收率（60-120％）、離子比率和色譜分離情況，通過重復(fù)（n = 8）進(jìn)樣低濃度標(biāo)準(zhǔn)品（CS1）評(píng)估儀器的LOQ值8。

在置信度99%下，綜合考慮化合物濃度和%RSD值，通過T-檢驗(yàn)計(jì)算待測物的LOQ值。試驗(yàn)結(jié)果表明，DL-PCBs的定量限為0.1-0.41 pg/µL，離子比率和響應(yīng)因子（RFs）在±15％范圍內(nèi)，13C-標(biāo)記物的回收率在60-120％內(nèi)（圖3）。TSQ 8000 Evo GC-MS/MS可分析低濃度水平的認(rèn)DL-PCBs，滿足法規(guī)對(duì)檢出限的要求7。

圖3.重復(fù)進(jìn)樣一系列稀釋的樣品計(jì)算DL-PCBs的LOQ值。數(shù)據(jù)表明，待測物的LOQ值與離子比率和響應(yīng)因子值均在預(yù)期限度范圍內(nèi)。

響應(yīng)值的線性

DL-PCB的定量是基于同位素稀釋法進(jìn)行的，使用RF-標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算，通過外標(biāo)校正曲線計(jì)算得到的平均校正因子，對(duì)12個(gè)待測物進(jìn)行定量分析1。根據(jù)標(biāo)曲的五個(gè)點(diǎn)計(jì)算平均校正因子的偏差（RF％RSD）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所有待測物的RF % RSD值都在0.8-5.6％之間，遠(yuǎn)優(yōu)于美國EPA6（表4）要求的15％。

表4. DL-PCBs標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍及校正因子的％RSD

樣品萃取物中DL-PCBs的定量

成功進(jìn)行方法驗(yàn)證以后，對(duì)六個(gè)基質(zhì)樣品中的DL-PCBs進(jìn)行定量分析。所有待測樣品中的DL-PCBs均觀察得到的色譜分離，且基質(zhì)干擾少。圖4為PCB189的色譜圖示例。

圖4.魚（A）、飼料（B）和奶粉（C）樣品中存在的PCB 189的色譜分離示例。

樣品中DL-PCBs的含量以WHO-TEQ pg/g表示，并將結(jié)果與磁質(zhì)譜（GC-HRMS）所測值進(jìn)行對(duì)比。數(shù)據(jù)表明，TSQ 8000 Evo GC-MS/MS可測的DL-PCBs濃度范圍非常寬，重要的是，其結(jié)果與磁質(zhì)譜所測結(jié)果始終保持一致（圖5–10）。

圖5. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)比分析飼料中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計(jì)）。

圖6. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)比分析牛奶中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計(jì)）。

圖7. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)比分析魚肝中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計(jì)）。

圖8. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)比分析魚油中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計(jì)）。

圖9. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)比分析魚干中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計(jì)）。

圖10. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）對(duì)比分析脂肪組織中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計(jì)）。

圖11顯示了TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）所測每個(gè)樣品中的總DL-PCB濃度偏差（均小于3％）。雖然GC-MS/MS系統(tǒng)能夠滿足常量分析要求，但高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）的檢出限更低，更適合低濃度水平的研究。

圖11.六種基質(zhì)類型采用TSQ 8000 Evo與采用GC-HRMS測得的總DL-PCB濃度值（pg/g）的偏差（％）。所有結(jié)果均與HRMS的分析

離子比率豐度

將待測樣品中12個(gè)DL-PCB的離子比率（IR）與標(biāo)準(zhǔn)品（CS1–CS5）所測離子比率的平均值相比，結(jié)果表明，所有化合物的離子比率偏差均小于15％，符合歐盟法規(guī)要求（圖12）。此外，SRM的高選擇性，足以滿足定性分析要求。

圖12.對(duì)比樣品萃取物中12個(gè)DL-PCB的離子比率豐度與根據(jù)校正標(biāo)準(zhǔn)品（CS1-CS5）測得的平均IR值。

結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TSQ 8000 Evo GC-MS/MS作為DL-PCBs常量分析的有效工具，*符合歐盟關(guān)于食品和飼料樣品中DL-PCBs分析的所有要求。

• TSQ 8000 Evo GC-MS/MS儀器依靠其高靈敏度和高選擇性，可對(duì)食品和飼料樣品中的DL-PCBs進(jìn)行可靠的定性、定量分析。

• TSQ 8000 Evo GC-MS/MS結(jié)合TRACE 1310GC和TargetQuan 3.1數(shù)據(jù)處理軟件，一起構(gòu)成了復(fù)雜樣品中DL-PCBs分析的綜合解決方案。

•標(biāo)準(zhǔn)品和基質(zhì)樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均展現(xiàn)出的重現(xiàn)性、線性、靈敏度和選擇性。

•基質(zhì)樣品中的DL-PCB計(jì)算值與采用高分辨磁質(zhì)譜（GC-HRMS）所測值非常一致。

【儀器/耗材清單】

采用TSQ 8000 Evo三重四極桿GC-MS/MS儀器與Thermo ScientificTM TRACETM 1310 GC聯(lián)用技術(shù)分析標(biāo)準(zhǔn)品和基質(zhì)樣品中的DL-PCBs。采用Thermo ScientificTM TriPlusTM RSH自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣，并在Thermo ScientificTM Trace GOLD TG-5SilMS 60 m×0.25 mm I.D.×0.25 µm色譜柱上進(jìn)行化合物分離。