液质定量分析动物源性食品基质中的 PFOS 和PFOA

前言：全氟烷基物质 (PFAS) 是一大类高度氟化的脂肪族化合物，具有高度的热稳定性和化学稳定性，表面活性高 [1]。在过去几十年里，它们已广泛应用于工业制造，如制冷剂、麻醉剂、杀虫剂、除草剂、润滑剂和涂料等。PFAS 耐水解、光解和生物降解，因此属于持久性有机污染物。工业制造带来的环境污染使 PFOA 和 PFOS 成为在食物链中发现得越来越多的两种主要化合物。它们已在许多基质中被检测到，如水 [2,3]、沉积物和淤泥 [4]、禽类、鱼类、其它水生生命，还有蛋清 [5,6] 等。生物积聚使人类暴露在 PFOA和 PFOS 中的风险越来越来大，甚至在人乳中也已发现这两种化合物的存在 [3]。对实验动物的研究已经证实，PFAS 会对健康造成多种不良影响，包括肝脏毒性、发育毒性、神经行为毒性、免疫毒性、生殖毒性、肺脏毒性和激素效应等等 [1]。近来的一项流行病学研究表明，PFAS 暴露的增加与儿童常规免疫接种的体液免疫反应下降有关[7]。2008 年，EFSA（欧洲食品安全局）推荐了 PFOS 和 PFOA的每日耐受摄入量 (TDI) 分别为每千克体重 150 ng 和每千克体重1500 ng [8]。因此，开发一个对食品中 PFAS 含量进行常规监测的高灵敏度、高选择性的可靠分析方法就非常重要。为了测定食品中 PFAS 的含量，我们已经主要针对环境设置开发了许多方法。我们努力开发了一种具有高灵敏度和准确性的快速参考方法，用来监测全中国范围内动物源性食品中 PFOS 和 PFOA 的含量。

实验部分试剂和材料PFOA (MW: 414.10) 和 PFOS (MW: 538.22) 购自 AccuStandard公司（美国）。图 1 展示了其分子结构。13C8-PFOA 和 1, 2, 3, 4-13C4- PFOS 标准化合物分别购自 Wellington Laboratories 公司（加拿大安大略省圭尔夫市）和 Cambridge Isotope Laboratories公司（美国）。甲醇、乙酸铵、乙酸和氢氧化铵为 HPLC 级，购自Fisher Scientific 公司（美国新泽西州费尔劳恩）。整个实验中使用 Mill-Q 超纯水。所有其它试剂均为分析级。取购买的标准品用甲醇制备 PFOA、PFOS、13C8-PFOA 和 1, 2, 3,4-13C4- PFOS 的贮备标准溶液，终浓度分别为 100.00、100.00、10.00 和 50.00 ng/mL。取贮备标准溶液 (100 ng/mL) 用甲醇稀释制备系列校准溶液，PFOA的终浓度为 0.010、0.020、0.10、1.00、2.00 和 10.0 ng/mL，PFOS 的终浓度为 0.10、0.20、1.00、10.0、20.0 和 100.0 ng/mL。将 13C8-PFOA 和 1, 2, 3, 4-13C4-PFOS 加入上述校准溶液中，使其终浓度分别为 1.00 ng/mL 和 5.00 ng/mL。

鱼、虾和蛋类样品实验中采用的许多食物样品来自鱼、虾和蛋类这三种基质。将去掉外皮的这些基质样品首先在一个聚乙烯容器中搅匀，并放置在–18 °C 下冷冻备用。测定基质样品中 PFOS 和 PFOA 的浓度。选PFOS 和 PFOA 含量低的基质作为回收率实验的空白基质。

样品制备首先将 5.00 g (± 0.01 g) 样品与 1.0 ng 的 13C4-PFOA 和 5.0 ng 的1, 2, 3, 4-13C4-PFOS 混合，作为内标，用于校准。然后用 10 mL甲醇提取样品，收集甲醇层。用 10 mL 甲醇再提取残渣两次，将所有甲醇层混合。混合甲醇提取液用氮气吹至 1 mL。然后将 5 mL2% 甲醇加入浓缩提取液，净化前用超声处理 15 分钟。采用弱阴离子交换 (WAX) 小柱对提取的样品进行净化。首先分别采用 2 mL 甲醇和 1 mL 水分别对小柱进行活化，再采用 2 mL 2%甲酸溶液进行平衡。然后将超声处理过的样品转移到小柱上，采用 2 mL 2% 甲酸溶液进行淋洗，再依次采用 2 mL 甲醇和 4 mL 4%氢氧化铵溶液进行洗脱。收集洗脱液并用氮气吹干。残渣用 1 mL甲醇复溶待分析。

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结论建立了一个采用 LC/MS液质联用/MS MRM 技术和弱阴离子交换小柱净化，以同位素内标校准，测定鱼、虾和蛋类中 PFOA 和 PFOS 的分析方法。方法的动态线性范围达到三个数量级，线性相关系数不小于 0.999。PFOS 和 PFOA 的 LOD 分别为 0.002 µg/kg 和0.02 µg/kg，其 LOQ 分别为 0.01 µg/kg 和 0.1 µg/kg。在 LOQ、5 倍 LOQ 和 10 倍 LOQ 水平的加标试验表明，该方法准确度高，加标回收率在 79.2%–113.1% 范围内，RSD 在 3.2%–10.7% 范围内 (n=6)。实验室间验证进一步证明了方法的可靠性，总体加标回收率在 87.1%–105.8% 范围内，RSD 在 10.8%–31.4% 范围内。采用所开发的方法定量分析 150 个样品，阳性率为 6.7%。该方法具有高灵敏度、高回收率和良好精密度的优势，因此，它可用于动物源性食品基质的常规检查。