环境内分泌干扰物检测与分析方法研究进展

Ｄｕ Ｈｌｌｉ—ｆａｎｇ，Ｙａｎ Ｈｌｌｉ－ｆａｎｇ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００５０，Ｃｈｉｎａ
ｗｅｒｅ
ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｗｅｒｅ
ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ’Ｓ
ｐｒｏｓｐｅｃｔ
ｏｎ
ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ
ｔａｌｋｅｄ ａｂｏｕｔ ａｌｓｏ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＥＤＣｓ ｅｆｆｅｃｔ ｍａｉｎｌｙ
ｔｏ
ａｒｅ
ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓ ｗｈｉｃｈ
ｎｅｒｖｏｕｓ
ａｒｅ
ｇｌｏｂａｌｌｙ
ｃｏｎｃｅｍｅｄ．Ｔｈｅｙ
ｔｏ
ｍａｙLeabharlann ｃａｕｓｅａｄｖｅｒｓｅ
ｔｈｅ ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ
ａｎｄ
２．２液相色谱法（ＬＣ）和液相色谱．质谱法（ＬＣ－ＭＳ）
固体样品
从固体样品中提取内分泌干扰物常用的方法有溶剂萃 取、索氏提取等，这些萃取技术比较简单而且便宜，不论极性 溶剂还是非极性溶剂都能使用，然而这需要消耗大量的萃取 溶剂和时间。近年来一些先进的样品提取方法如超声波萃取 技术、压力流体萃取（ＰＬＥ）和微波辅助萃取技术（ＭＡＥ）等得到 发展，并逐渐应用于固体样品中的内分泌干扰物质的检测。 超声波萃取技术是利用超声空氏原理，通过改变超声温 度和时间，对样品中的目标化合物进行提取。该技术简单快 速，而且可以减少溶剂用量。容慧等选择二氯甲烷作为溶剂， 利用超声波萃取的方法提取ＰＶＣ塑料中的５种增塑剂，得到 良好的效果，并与索氏提取进行比较，结果显示二者提取效率 接近，但超声波提取操作简单快速№１。 压力流体萃取（ＰＬＥ）是利用在高温、高压下保持萃取溶 剂的液体状态而对样品进行提取和净化，从而可以减少溶剂 用量和萃取时间，而且提取效率较高。Ｄｉｎｇ等应用压力流体 萃取技术提取了河流底质中的４一ＮＰ，通过系统地研究影响压 力流体萃取的因素（温度、压力、溶剂流速、静态／动态萃取时 间等），发现用甲醇做溶剂，在１００℃、１００ａｒｍ压力下采用静态 （１０ｍｉｎ）／动态（１５ｍｉｎ）步骤，４－ＮＰ可以几乎达到完全萃取，回收 率可达到９８％…。 微波辅助萃取技术（ＭＡＥ）就是利用微波加热的特性对物 质中的目标成分进行选择性萃取的方法。通过调节微波加热 的参数，可有效加热目标成分，以利于目标化合物的萃取和分 离。“ｕ等采用微波辅助萃取技术成功地对河流底质中的１７． ０雌二醇、雌激素酮、４．壬基酚、双酚Ａ等７种内分泌干扰物同 时萃取，通过对影响萃取效果的微波参数进行研究，结果显示 用甲醇作为溶剂，萃取温度为１１０“（２，保持１５ｍｉｎ的条件下，目 标化合物回收率较高（＞７４％），而且重现性较好旧１。
析痕量有机污染物要求使用高纯度溶剂，造成分析成本较高。 现在已经逐渐被更加有效的、多功能的固相萃取技术（ＳＰＥ）和 固相微萃取技术（ｓＰＭＥ）所取代。 固相萃取技术是一种基于液固分离萃取的试样预处理技 术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来。该技术 具有有机溶剂用量少、简单快速等优点，在环境内分泌干扰物 分析中得到了广泛的应用，逐渐取代了传统的方法，成为常用 的样品预处理手段，尤其是在天然水样品、食品模拟液体样品 和人体体液等液体样品的处理过程中显示出强大的优势， Ｂｏｌｚ等应用聚苯乙烯共聚物固相小柱，同时对水中４．壬基酚， ４．辛基酚，３．ｔ－丁基．４羟基苯甲醚，４一氯一３一甲基酚、双酚Ａ等九 种酚类内分泌干扰物进行萃取和分离，除了３－ｔ．丁基．４羟基 苯甲醚外，其余化合物回收率均达到７０％以上旧１。戴树桂等 使用Ｃ。。固相萃取柱，系统地研究了环境水中邻苯二甲酸酯类 内分泌干扰物的固相萃取预富集方法，利用正交试验进行萃 取条件的优化，确定用乙酸乙酯作为洗脱溶剂，洗脱速率为 ２ｍｌ／ｍｉｎ时，萃取效率较高，其回收率为９６．５％一１２０％¨。。 固相微萃取技术是在固相萃取的基础上发展起来的崭新
光谱法和电感耦合等离子体一质谱法（ＩＣＰ－ＭＳ）
重金属Ｐｂ、ｃｄ和№等被列为环境内分泌干扰物。重金
属类环境内分泌干扰物的检测，目前还是以原子吸收法、原子 荧光法为基本方法。对于Ｐｂ和Ｃｄ的测定，我国已规定了火 焰原子吸收和石墨炉原子吸收的方法。日本和美国除了规定 了使用火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法测定Ｐｂ、ｃｄ外， 还规定了电感耦合等离子体方法（ＩｃＰ）为标准方法。对于环 境样品Ｈｇ的测定，我国也有冷原子吸收法、双硫腙分光光度 法、氢化物发生一原子吸收光谱法以及原子荧光法等方法。 电感耦合等离子体发射光谱一质谱（ＩＣＰ．ＭＳ）是近年来用 于痕量无机化合物分析的仪器，发达国家在环境监测中已把 ＩＣＰ—ＭＳ列为分析水中Ｐｂ、Ｃｄ的标准方法，这是因为ＩＣＰ－ＭＳ是 超痕量、多元素同时分析的重要手段，灵敏度与原子吸收法、 电感耦合等离子体发射光谱法等传统方法相比，可高２～３个 数量级，同时可以做同位素分析。而且在环境内分泌干扰物
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ
环境内分泌干扰物（ＥＤＣｓ）是指一类干扰体内与生物体 的正常行为及生殖、发育相关的正常激素的合成、贮存、分泌、 体内运输、结合及清除等过程的外来物质。已知和疑似的环 境内分泌干扰物主要是指人工合成的化学物质，１９９７年世界 野生动物基金会（ｗｗｒ）列出６８种，据化学结构分为多卤联苯 类、邻苯二甲酸酯类、酚类、重金属类、有机锡类化合物等。 由于极少量的环境内分泌干扰物即可以对生物体造成危 害，因此需要采用高灵敏性和特异性的分析方法来检测环境 介质中内分泌干扰物的含量，才能准确把握内分泌干扰物质 对生物体的危害。内分泌干扰物质的分析检测一般包括样品 预处理和样品检测两个过程。样品预处理有提取、净化、浓缩 和衍生化等步骤，可以起到富集痕量组分、消除基体干扰、提 高方法灵敏度的作用ｂ１。从复杂基体中分析痕量环境内分泌 干扰物质需要高灵敏度的分析仪器，随着现代科学技术的进 步，各种新的分析仪器和方法在适用性和灵敏度方面都有很 大的提高，特别是带有质谱检测器的气相色谱和液相色谱的 普及大大推动了环境内分泌干扰物的准确分析。
ｓｙｓｔｅｍ，ｅｔｃ．Ｔｏ
ａｓｓｅｓｓ
ｔｈｅ ＥＤＣｓ’ｈａｚａｒｄ
ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｅｘａｃｔｌｙ，ｗｅ ｓｈｏｕｌｄ
ｋｎｏｗ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ＥＤＣｓ ｍａｔｒｉｃｅｓ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ
ｉｎ
ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｂｏｕｔ ＥＤＣｓ
第３４卷第４期
２００５年７月
卫生研究
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＹＧＩＥＮＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｖ０１．３４ Ｊｕｌ．
Ｎｏ．４ ４９３
２００５
文章编号：１０００—８０２０（２００５）０４—０４９３—０３
・综述・
环境内分泌干扰物检测与分析方法研究进展
杜会芳综述 闰慧芳审校
中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所，北京１０００５０
１．２
确认结构，对分析物进行准确的定性分析。对于一些极性化 合物，如双酚Ａ、五氯酚等含有羟基的化合物以及２，４，５一涕等 含有羧基的化合物，如果直接用ＧＣ和ＧＣ．ＭＳ分析，很容易出 现脱尾峰，检测的重复性和灵敏性都较差，因此在进行ＧＣ和 ＧＣ．ＭＳ分析前，需进行衍生化步骤，以提高分析的敏感性和选 择性。这类化合物分析常用的衍生剂有Ｎ，Ｏ一双（三甲基硅烷 基）三氟乙酰胺（ＢＳＴＦＡ），Ｎ一甲基一（丁二基）．三氟乙酰胺 （ＭＴＢＳＴＦＡ），五氟溴甲苯等。Ｈｅｌａｌｅｈ等用ＢＳＴＦＡ作为衍生剂， ＧＣ—ＭＳ方法检测环境水样中的酚类内分泌干扰物，与未衍生 的色谱峰进行比较，衍生后的色谱峰峰形更好并且灵敏度更 高“…。Ｍｏｌ等用Ｎ一甲基一（丁二基）一三氟乙酰胺（ＭＴＢＳＴＦＡ）作 为衍生剂检测水中的五氯酚、４一辛基酚等含羟基的内分泌干 扰物，并对影响衍生的因素如温度、时间、介质、溶剂以及试剂 用量进行系统研究，对衍生过程进行优化，得到较好的结果， 对于大多数分析化合物检出限可达到４—６ｎｇ／Ｌ““。此外也 有文献报道用五氟溴甲苯等作为衍生剂对双酚Ａ进行衍生 化后进行Ｇｃ—Ｍｓ分析，方法的敏感性和选择性有所提高““。
２．３
２样品分析方法
２．１气相色谱法（ＧＣ）和气相色谱一质谱法（ＧＣ．ＭＳ） 测定有机类环境内分泌干扰物质的最常用方法为气相色 谱法（ＧＣ）和气相色谱一质谱法（ＧＣ．ＭＳ），这是因为在众多的 分析仪器中，ＧＣ和ＧＣ．ＭＳ是发展最快、应用最广的一个，尤 其是在环境监测领域，ＧＣ和ＧＣ．ＭＳ已被广泛用作基本分析 方法。气相色谱仪对混合物中的各组分具有高效分离作用， 而质谱仪则具有灵敏度高、定性能力强的特点，近年来，ＧＣ— ＭＳ联用仪的相关技术得到了很大发展，对于环境内分泌干扰 物中的有机污染物的监测，各国多以ＧＣ和ＧＣ．ＭＳ法作为标 准方法。 环境内分泌干扰物根据化学特性分为极性和非极性化合 物，对于非极性和挥发性的有机类内分泌干扰物的检测，一般 可以直接进行ＧＣ或ＧＣ—ＭＳ分析。除质谱外，气相色谱的一 些选择性检测器也常用于内分泌干扰物的检测，如Ｇａｂｒｉｅｌａ 等建立了气相色谱一电子捕获检测器检测环境中六种邻苯二 甲酸酯类化合物的方法，检测限分别为１～５０ｎｇ／Ｌ旧ｏ，但这些 检测器不能鉴定出分析物的结构，往往还需要用质谱检测器
作者简介：杜会芳，男，硕士生
析，结果表明样品中ＮａＣｌ浓度为１８０９／Ｌ，萃取温度４５℃，吸附
万 方数据
４９４
卫
生
研
究
第３４卷
９０ｍｉｎ情况下其萃取效率最高’４ Ｊ。Ｂｒａｕｎ等研究了自动固相微 萃取方法和ＧＣ．ＭＳ联用分析废水中的壬基酚、双酚Ａ和１７ａ． 雌二醇，选用聚丙烯酸酯作为涂膜纤维，萃取ｌｈ，可得到较好 效果，并通过检测废水中的流出物进行验证”１。
摘要：本文综述了环境样品中内分泌干扰物分析的预处理技术和检测方法，并对未来内分泌干扰物的检 测和分析方法研究进行展望。 样品预处理分析方法
文献标识码：Ａ
关键词：环境内分泌干扰物 中图分类号：Ｑ一３３１
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ
ｏｎ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
ｌ样品预处理方法
１．１液体样品 从液体样品中提取内分泌干扰化合物，传统的方法有液 液萃取、蒸汽蒸馏等方法，这些方法操作简单，易于实行，但需 消耗大量的有机溶剂，并且费时，同时大量应用有机溶剂又导 致新的环境污染或增加处理废水的操作和成本，而且由于分
的萃取分离技术，该装置类似进样器，利用暴露于样品的纤维 涂层对目标化合物进行吸附，然后用一定的方式解吸，从而可 对化合物进行分离分析。该方法不使用有毒有机溶剂，简单 快速，使用方便，易于自动化。但缺点是价格比较昂贵，分析 成本较高。Ｐｅｎａｌｖｅｒ等用８５ｔｔｍ ＰＡ萃取头富集水样中六种邻 苯二甲酸酯类，系统地研究了影响固相微萃取的各种条件如 萃取时间、温度、盐效应等并进行优化，然后进行ＧＣ．ＭＳ分
尽管在环境内分泌干扰物的检测中，ＧＣ和ＧＣ－ＭＳ发挥 着极其重要的作用，但是随着工业的发展，环境中具有内分泌 干扰活性的有机污染物的种类越来越多，今后还需向农药类、 除草剂、极性有机化合物和多环芳烃类污染物的监测分析方 面发展，这样就要求液相色谱（ＬＣ）和液相色谱一质谱（Ｌｃ． ＭＳ）技术必须有较大的发展，使其在超微量环境内分泌干扰 物质的监测分析中能够得到广泛应用，才能全面把握各种内 分泌干扰物的污染现状。由于对于一些极性化合物的检测， 在用ＧＣ分析时需经过衍生化的过程。这样就使得样品的预 处理更加复杂化。因此，在这些化合物的分析和检测中，液相 色谱和液相色谱一质谱方法也逐渐得到应用和发展，而且还 成为一些内分泌干扰化合物（如烷基酚类、合成或天然类固酵 类化合物）检测的常规方法。Ｃａｉ等应用固相萃取技术提取， 高效液相色谱一二极管阵列检测器分析水样中的邻苯二甲酸 酯类化合物，其检测限可达到０．１８—０．８６ｎｇ／ｍｌ¨“。Ｊｅａｎｎｏｔ等 建立了固相萃取技术提取，ＧＣ．ＭＳ、ＧＣ．ＭＳ－ＭＳ、ＬＣ．ＭＳ测定环 境水中内分泌干扰物的方法，使用ＬＣ．ＥＳＩ．ＭＳ在正离子和负 离子模式下对于废水和淤泥中的目标化合物（壬基酚、辛基 酚、聚乙氧基辛基酚等）其检测限均能达到ｐｐｔ级水平““。