人体血清中的多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯和双酚 A的连续
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第××卷分析化学(FENXI HUAXUE)第×期
××××年×月Chinese Journal of Analytical Chemistry ~
人体血清中的多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯和双酚A的连续在线分离及气
相色谱-质谱测定
邵敏陈永亨*李晓宇
(广州大学环境科学与工程系,广州510006)
摘要建立了人体血清中多种环境雌激素: 多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯和双酚A快速和可靠的连续在线分离及在
气相色谱-质谱上的分析方法。血清样品经过用浓盐酸使蛋白质变性[1],用乙醚萃取,经硅胶柱分离出多个族组分:多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,即PBDEs)、邻苯二甲酸酯(phthalate esters, 即PAEs)和双酚A(Bisphenol A,即BPA),最后由气相色谱-质谱的选择离子检测测定。PBDEs、PAEs和BPA标准曲线回归方程拟合度R2均>
0.99,表明在测试的浓度范围内线性关系良好。PBDEs目标化合物的检出限为0.005~0.048 ng/mL, PAEs目标化
合物的检出限为0.103~0.833 ng/mL, BPA的检出限是0.035 ng/mL。标准样品重复样中,PBDEs的RSD(relative standard deviation)值分别为2.76%~10.9%,PAEs的RSD值分别为5.63%~9.90%,BPA的RSD值为3.03%。实际
血清样品中,PBDEs的加标回收物PCB209(polychloride diphenyl ether 209)的回收率范围是74.8 %~88.5%;PAEs 中的加标回收物DBP-D4(Dibutyl phthalate-Deutorium 4)的回收率范围是78.7%~97.0%;BPA中的加标回收物
BPA-D16(Bisphenol A-Deutorium 16)的回收率范围是76.3%~93.1%。该方法检测血液中多种环境雌激素灵敏度
高、重现性好和回收率良好。
关键词人体血清;多溴联苯醚;邻苯二甲酸酯;双酚A;气相色谱-质谱
1引言
近年来,随着对环境污染问题的日益关注,环境内分泌干扰物[2],作为一类污染源引起了环境科研人员的研究兴趣,环境雌激素尤其成为这类干扰物的研究热点[3]。研究证明,环境雌激素对人类的健康与生殖,神经系统有着直接的危害作用[3-5]。它们主要通过模拟内分泌激素的作用与下丘脑垂体、子宫等器官的雌激素受体结合,从而干扰人体和其它动物的内分泌系统的正常运作,导致生殖系统的发育不良,肿瘤及畸形,生育能力下降。
环境雌激素多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,即PBDEs)、邻苯二甲酸酯(phthalate esters,即PAEs)和双酚A(Bisphenol A,即BPA)作为重要的化工原料[6-7,8-10,11],广泛应用于生产人们日常生活中的消费用品,对人们的生活环境与健康有着直接与深刻的影响。
多溴联苯醚的重要用途是阻燃剂,应用于电子、电器、化工、建材、纺织等领域,是家用电器、计算机、泡沫塑料、地毯和布料、汽车内饰不可缺失的成分。常用的为五溴、八溴和十溴联苯醚,其中十溴联苯醚用途最广,因其价格低廉、性能优越、急性毒性在所有溴代联苯醚中最低。
邻苯二甲酸酯是一种增塑剂,通过改变高聚物分子间的结构来增加其成型时的可逆性与流动性,改变其成品的柔韧性,被普遍应用于玩具、食品包装材料、医用血袋和胶管、清洁剂、润滑剂、指甲油、头发喷雾剂、香皂、农药载体驱虫剂、塑料与橡胶产品中。
双酚A是生产聚碳酸酯(polycarbonate,即PC)树脂及环氧树脂的主要原料,广泛应用于婴儿奶瓶、塑料容器、罐头内壁、黏合剂等。
迄今为止,这些雌激素对环境、人体的污染研究都是对某种单一的雌激素进行检测和分析[6-11,12-14],所以有必要开展多种雌激素在血清中的污染研究。由于临床血清样品待测组分含量低,组分复杂且干扰严重,给定量分析的精确度带来一定的难度。本研究用浓盐酸有效地除去血清中的大分子蛋白质,利用硅胶柱分离与纯化血清中的三种族组分PBDEs、PAEs和BPA,降低了背景干扰,利用GC-MS选择性离子检测方法结合内标法,建立了可靠与快速同时检测血清样品中多种环境雌激素PBDEs、PAEs和BPA的分析方法。________________________________
本文系国家环保部公益性行业科研专项(201109001-08)资助。
E-mail:chenyong_heng@
分析化学第××卷
2实验部分
2.1仪器与试剂
Trace DSQ气相色谱一质谱仪(美国Thermo Fisher公司),EFAA-DC 12型氮吹仪(上海安谱实验仪器有限公司),Laborota 4000 efficient型旋转蒸发仪(德国Heidolph公司),SB 3200DT型超声清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司)。正已烷,二氯甲烷,甲醇为HPLC级试剂,丙酮、乙醚为分折纯,经二次重蒸后使用。硅胶(60-200 µm)实验前与脱脂棉均系二氯甲烷索氏抽提72h后置于干燥器中备用;镊子,药勺和氮吹针头都用甲醇超声清洗后待用;无水硫酸钠与氯化钠于450˚C焙烧4h后,密封于干燥器中待用。购自美国Accustandards(New Haven, CT)的标样有:多溴联苯醚9种混合标样(10 mg/L,其中包含2,4,4,-三溴联苯醚(BDE-28)、2,2’,4,4’ -四溴联苯醚(BDE-47)、2,3’,4,4’ -四溴联苯醚(BDE-66)、2,2’,3,4,4’-五溴联苯醚(BDE-85)、2,2’,4,4’,5-五溴联苯醚(BDE-99)、2,2’,4,4’,6-五溴联苯醚(BDE-100)、2,2’,3,4,4’,5’-六溴联苯醚(BDE-138)、2,2’,4,4’,5,5’-六溴联苯醚(BDE-153)、2,2’,4,4’,5,6’-六溴联苯醚(BDE-154));6种邻苯二甲酸酯混标(2000 mg/L, 其中包含邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate,DNOP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(benzyl butyl phthalate,BBP)和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(Di(2-ethylhexyl)phthalate),DEHP));DBP-D4(100 mg/L,氘代-邻苯二甲酸二丁酯);BPA(100 mg/L);BDE209(50 mg/L,十溴联苯醚)。购自美国UITra Scientific(North Kingstown, RI)的标样有PCB209 (500 mg/L,十氯联苯醚)。购自德国Dr.Ehrenstorfer GmbH (Augsburg)公司的标样有BPA-D16(氘代-双酚A);BB(benzyl benzoate,苯酸苄酯)。购自美国Cambridge Isotope laboratories(Andover, MA)的标样有:BDE118(50 mg/L,即2,3’,4,4’,5-五溴联苯醚);BDE183 (50 mg/L,即2,2’,3,4,4’,5’,6-七溴联苯醚);13C12 -BPA(100 mg/L);13C12 -BDE209(50 mg/L)。
2.2样品的前处理
将1 mL血清倒入125 mL锥形瓶中,加入回收率指示物PCB 209,DBP-D4和BPA-D16,再加入1 mL (6 mol/L)HCl溶液,震荡,然后加入20 mL乙醚,剧烈震荡,倒入80 mL 的分液漏斗,静止,分层,分离出有机相,然后用10 mL乙醚再萃取两次,合并有机相,用40 mL饱和氯化钠溶液洗涤,弃去氯化钠溶液。有机相用无水硫酸钠脱水干燥后在旋转蒸发仪上浓缩到1 mL左右,过中性硅胶柱,用10 mL正己烷与二氯甲烷的混合液(v/v, 7:3)淋洗PBDEs组分。接着用10 mL正己烷和丙酮的混合液(v/v,8:2)淋洗PAEs组分,最后用10 mL的乙酸乙酯淋洗BPA组分。在旋转蒸发仪上把淋洗液旋干后转移入细胞瓶,用氮吹仪吹干溶剂后,在PBDEs组分中加入内标物BDE-118(除BDE-209外的PBDEs的内标,)和13C12-BDE209(BDE-209的内标),用正己烷定容至300 µL,待测。在PAEs组分中加入内标物BB,用正己烷定容至300 µL,待测。在BPA组分中加入内标物13C12-BPA,用正己烷定容至300 µL,待测。至此,完成了对血清样品中PBDEs,PAEs和BPA三种组分的连续在线分离。
2.3仪器条件
(a) 多溴联苯醚组分
PBDEs:DB-5MS(30m*0.25mm i.d*0.1µm)毛细管柱[6],载气为He,恒流,柱流量为1.2 mL/min,无分流进样,进样量为1 µL;进样口温度270o C,升温程序为:初始温度100o C,保持1 min,然后以20o C/min 升温到210o C,再以4o C/min升温到250o C,再以2o C/min升温到290o C,并保持5mins。(标准与血清样品色谱图见图1(a),(b))
BDE-209:BDE-209组分的耐热性不是很好,在30m色谱柱里高温时会分解,所以换用15m的色谱柱[7]。DB-5MS(15m*0.25mm i.d*0.1µm)毛细管柱,载气为He,恒流,柱流量为1.2 mL/min,无分流进样,进样量为1 µL;进样口温度270o C,升温程序:初始温度100o C,保持1 min,然后以20o C/min升温到240o C,再以10o C/min升温到300o C,并保持10mins。(标准与血清样品色谱图见图2(a),(b))
质谱条件:PBDEs组分电离模式为:离子源温度为200o C[7],为负化学电离源(NCI),高纯甲烷(≥99.9999%电子轰击能量为100 ev,接口温度是290o C,样品定量检测时用选择性离子扫描模式(SIM)。检测离子见表1。