氣相色譜法同時測定水產(chǎn)品中28種多氯聯(lián)苯同系物*

柯常亮，劉奇，王許諾，陳潔文，王增煥，林頌雄，蔡楠，黃珂，程波，李劉冬

1(中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點實驗室，農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室(廣州)，廣東廣州，510300)

2(中國水產(chǎn)科學研究院，北京，100141)

多氯聯(lián)苯(PCBs)是一類人工合成的持久性有機污染物(POPs)，雖然被禁用多年但依然以多種途徑持續(xù)進入環(huán)境中，成為一種普遍的環(huán)境污染物［1-4］。PCBs同系物中有15種已經(jīng)被世界癌癥研究機構(gòu)(IARC)明確劃分為1類人體致癌物［5］。PCBs具有強親脂性易富集于水生生物體內(nèi)，且隨著食物鏈傳遞［6-7］。因此，環(huán)境殘留的PCBs對水生生物和人體健康造成潛在危害［8-9］。目前，PCBs的測定主要是氣相色譜法［10-13］，監(jiān)測參數(shù)為全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)/食品規(guī)劃(GEMS/Food)中規(guī)定的7種指示性同系物。然而，PCB單體因結(jié)構(gòu)不同而毒性差異很大，尤其是化學結(jié)構(gòu)與二噁英(dioxin)類似的PCB單體毒性和作用機制與二噁英接近，對人體健康危害很大［14-15］。因此，僅監(jiān)測7種指示性PCBs遠遠不能滿足保障水產(chǎn)質(zhì)量安全的要求。任曼［16］、丁罡斗［17］等已經(jīng)分別用氣相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀和高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀建立了食品和魚肉中12種類二噁英PCBs的測定方法。然而，方法儀器昂貴難以普及且對批量樣品的處理存在局限性。本研究應(yīng)用氣相色譜儀建立水產(chǎn)品中28種PCBs的殘留測定方法，不僅包含7種指示性單體，還涵蓋了12種類二噁英單體以及環(huán)境中典型存在的其他9種單體。而且，方法簡單快捷，檢測成本低，適合批量魚肉樣品同時測定。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀(Agilent 6890N)配Ni63電子捕獲檢測器(ECD);氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(Agilent 7890A-7000B)配電子轟擊式離子(EI)源;色譜柱為Agilent J＆W Scientific HP-35 ms(30 m ×0.25 mm ×0.25 μm);均質(zhì)機(德國IKAT15);超聲清洗機，江蘇昆山舒美 KQ250E;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞典BUCHI R-215);渦旋混合器(英國Stuart SA8);離心機(上海Anke DL-6000B);氮吹儀(美國OA-SYS N-EVAP-111)，電子天平(±0.01 g，常州萬通 WT5200);馬弗爐(yamato，F(xiàn)O510C)。

多氯聯(lián)苯標準物質(zhì)濃度為10 mg/L(純度大于99.6%，美國 Accustandard)，所含化合物成分為PCB8、PCB18、PCB28、PCB44、PCB52、PCB66、PCB77、PCB81、PCB 101、PCB 105、PCB 114、PCB 118、PCB 123、PCB 126、PCB 128、PCB 138、PCB 153、PCB 156、PCB 157、PCB 167、PCB 169、PCB 170、PCB 180、PCB 187、PCB 189、PCB 195、PCB 206、PCB 209，以上組分的單標標準品均來自美國Accustandard，濃度均為35 mg/L。

正己烷、二氯甲烷(色譜純，Sigma-Aldrich)，以正己烷和二氯甲烷按1∶1的比例配成混合溶液;濃H2SO4(分析純，德國Merck)，中性Al2O3(分析純，廣州化學試劑廠，450℃灼燒4 h)，弗羅里硅土(分析純，廣州化學試劑廠，450℃灼燒4 h)。

混合固相萃取柱:于3 mL固相萃取空柱管，加入0.5 g弗羅里硅土以聚丙烯胺板壓實，再加入0.5 g中性Al2O3。用前加入3 mL混合溶液活化。

1.2 樣品前處理

準確稱取10.0 g均質(zhì)過的魚肉于50 mL塑料離心管中，加入25 mL 1∶1正己烷/二氯甲烷混合溶液，漩渦混合1 min，超聲提取20 min，5 000 r/min離心5 min，取上清液于100 mL雞心瓶中。重復提取1次，合并提取液，于40℃ 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)干。2 mL正己烷清洗雞心瓶，重復2次，將清洗液置于15 mL玻璃試管中。加入1 mL濃H2SO4渦旋混合脫脂，5 000 r/min離心5 min，吸除下層濃H2SO4，重復脫脂1次。將上層清液過混合固相萃取小柱，10 mL混合溶液洗脫。將洗脫液氮氣吹干，1.00 mL正己烷定容，氣相色譜分析。

PCBs混合標準溶液以正己烷稀釋，配制成濃度為 2.00、5.00、10.0、50.0、100 和 200 μg/L 的工作曲線。以加標量為0.50 μg/kg和10.0 μg/kg做2水平6平行實驗，考察方法準確度和精密度。

1.3 儀器條件

6890N氣相色譜儀進樣口溫度為280℃;進樣量:1 μL，不分流進樣;氮氣(99.999%)為載氣，恒壓模式壓力為70 kPa;初始柱溫110℃，保持1 min，以10℃/min升至220℃，以5℃/min升至300℃保持10 min。7890A-7000B氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜確證時，7890A氣相色譜儀載氣為氦氣(99.999%)，氣相色譜與質(zhì)譜接口溫度300℃，進樣口、進樣量、載氣壓力、升溫程序等條件與6890N一致;質(zhì)譜離子源和四級桿溫度分別為250℃和150℃;電子轟擊能70 eV;溶劑延遲時間5 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱選擇

PCBs均為弱極性化合物，因此本研究選擇3根極性不同的毛細管色譜柱對28種PCBs進行分離。研究發(fā)現(xiàn)，同樣條件下分離28種 PCBs同系物時，HP-5柱和DB-17柱毛細管色譜柱僅分離出了27個色譜峰，且少數(shù)色譜峰分離度差(圖1A，B，C，D);DB-35ms毛細管色譜柱對28種PCBs同系物色譜分離效果很好(圖2)。因此，本研究選擇DB-35 ms毛細管色譜柱。

圖1 28 PCBs同系物在HP-5，DB-17和DB-35毛細管色譜柱中的分離度Fig.1 Separation resolution of 28 PCBs in capillary column of HP-5，DB-17 and DB-35，respectively.

2.2 PCBs定性

多殘留同時測定中，化合物在不同性質(zhì)色譜柱中出峰時間和順序也不相同。因此，需要對DB-35 ms色譜柱分離的28種PCB同系物進行定性。由于28種PCB同系物應(yīng)用HP-35 ms可以達到良好的分離效果。因此，本研究采用質(zhì)譜定性和單標比對相結(jié)合的方法對28種PCBs進行定性。美國國家標準與技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)建立20多萬中物質(zhì)標準譜庫(EI源，70 eV電子轟擊能)。因此，混合標準溶液經(jīng)全掃描后，分別提取特征離子色譜圖(提取離子分別為222、258、292、326、360、396、430、464、498 m/z)，并在 NIST 庫進行譜庫檢索，將不同氯代的PCB同系物進行分組(圖2)?；衔镏卸却?PCB8、三氯代同系物有PCB18、PCB28，八氯代的 PCB195，九氯代的 PCB206和十氯代的PCB209等均可應(yīng)用質(zhì)譜直接定性。然而，四氯代、五氯代、六氯代和七氯代的PCB同系物，同分異構(gòu)體多且質(zhì)譜圖相近，單依靠質(zhì)譜無法明確定性，必須結(jié)合保留時間進行定性。因此，對于這些化合物，采用單標鎖定保留時間逐個定性。

2.3 前處理優(yōu)化

動物源樣品在提取過程中，除PCBs外，有機鹽、糖、脂肪和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)也被同時提取。因此為獲得良好的凈化效果，食品和水產(chǎn)品基質(zhì)中類二噁英PCBs的凈化采用了自動凈化系統(tǒng)凈化、流體控制體系凈化、凝膠層析凈化等方法去除雜質(zhì)［16-17，19］。雖然凈化效果良好，但是這些方法儀器配置高條件難以達到。多氯聯(lián)苯的性質(zhì)穩(wěn)定性，濃H2SO4存在的條件下也穩(wěn)定存在［11，16］。因此，本研究采用濃 H2SO4和自制的混合固相萃取柱去雜提純。提取液中大部分雜質(zhì)在濃H2SO4的強氧化作用下被去除，殘留雜質(zhì)經(jīng)混合固相萃取柱時被保留。實驗結(jié)果也表明，這種雙重凈化方法對樣品凈化起到非常好的效果(圖3)。然而，不同脂肪含量的樣品，為達到凈化效果，濃H2SO4凈化的次數(shù)也不同。對于脂肪含量高的鰻鱺，至少需要4次濃H2SO4脫脂才能達到凈化效果。而脂肪含量相對較低的對蝦樣品，濃H2SO4脫脂2次即可達到要求。

圖2 應(yīng)用特征離子提取對PCB同系物分組Fig.2 PCB isomers grouped using specific ions by extracted ions chromatography

圖3 添加28種PCBs的卵形鯧鲹色譜圖(加標量均為0.5 μg/kg)Fig.3 Chromatography of trachinotus ovatus sample spiked at 0.5 μg/kg for each PCB isomers

2.4 標準曲線

結(jié)果表明，以 2.00、5.00、10.0、50.0、100.0 和200 μg/L等6個濃度點繪制標準曲線，且強制過原點，28種PCBs同系物線性良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 1(表1)，滿足測定魚肉中PCBs的要求。

表1 方法標準曲線、線性相關(guān)系數(shù)、加標回收率、相對標準偏差、檢測限和定量限Table 1 Calibrate curve，correlation coefficient，recoveries，relative standard deviations，limit of detection and limit of quantification of the method

2.5 檢測限與定量限

本研究以加標量0.5 μg/kg的信號響應(yīng)，以3倍信噪比(S/N=3)計算方法檢測限，以10倍信噪比(S/N=10)計算方法定量限。結(jié)果顯示，28種PCBs檢測限范圍為0.021～0.12 μg/kg和定量限范圍為0.07～0.40 μg/kg，就靈敏度而言方法滿足28種PCBs的同時測定。

2.6 準確度與精密度

結(jié)果顯示，加標量為0.5 μg/kg時28種PCBs同系物的加標回收率范圍為82.4%～106%，相對標準偏差范圍為0.34%～5.95%;加標量為10.0 μg/kg時28種PCBs同系物的加標回收率在88.2%～97.8%之間，相對標準偏差范圍為5.97%～13.3%，表明本方法回收率高，精密度好，穩(wěn)定可靠。

2.7 實際樣品測定

本研究采集了養(yǎng)殖卵形鯧鲹、羅非魚和對蝦等水產(chǎn)品并測定這28種PCB同系物含量。結(jié)果顯示，主要檢出 PCB同系物為 PCB8、PCB101、PCB114、PCB187、PCB209，ΣPCBs含量范圍分別為 0～16.8 μg/kg，與歐美地區(qū)魚貝有毒污染物含量的法定限定值標準比較，所測水產(chǎn)品中PCBs含量未超過限量標準［22］。

3 結(jié)論

本方法前處理步驟簡單，耗時少，可同時處理多個樣品;檢測所用試劑耗材主要為正己烷、二氯甲烷、濃H2SO4、中性Al2O3和弗羅里硅土，且用量較少，檢測成本低。而且，方法靈敏度、準確性和精密度均滿足測定要求。因此，本方法簡單、快捷、準確，適合同時測定批量水產(chǎn)品中28種PCB同系物的殘留。

［1］ ZHANG R，ZHANG F，ZHANG T C，et al.Historical sediment record and distribution of polychlorinated biphenyls(PCBs)in sediments from tidal flats of Haizhou Bay，China［J］.Marine Pollution Bulletin，2014，89(1/2):487-493.

［2］ ZHANG J L，LI Y Y，WANG Y H，et al.Spatial distribution and ecological risk of polychlorinated biphenyls in sediments from Qinzhou Bay，Beibu Gulf of South China［J］.Marine Pollution Bulletin，2014，80(1/2):338-343.

［3］ 余穎，姜琳琳，鐘碩良.福建省東山灣生態(tài)環(huán)境中多氯聯(lián)苯的殘留特征［J］.南方水產(chǎn)科學，2014，10(1):64-70.

［4］ 甘居利，賈曉平，林欽，等.應(yīng)用重金屬和有機污染物對人體健康的風險評價理論反推牡蠣安全消費量［J］.南方水產(chǎn)科學，2008，4(6):17-25.

［5］ Lauby-Secretan B，Loomis D，Grosse Y，et al.Carcinogenicity of polychlorinated biphenyls and polybrominated biphenyls［J］.The Lancet Oncology，2013，14(4):287-288.

［6］ Van Geest J L，Mackay D，Poirier D G，et al.Accumulation and depuration of polychlorinated biphenyls from fieldcollected sediment in three freshwater organisms［J］.Environmental Science and Technology，2011，45(16):7 011-7 018.

［7］ Meador J P，Ylitalo G M，Sommers F C，et al.Bioaccumulation of polychlorinated biphenyls in juvenile chinook salmon(Oncorhynchus tshawytscha)outmigrating through a contaminated urban estuary:dynamics and application［J］.Ecotoxicology，2010，19(1):141-152.

［8］ Beyer A，Biziuk M.Environmental fate and global distribution of polychlorinated biphenyls［J］.Reviews of Environmental Contamination and Toxicology，2009，201:137-158.

［9］ WANG N，YI L，SHI L，et al.Pollution level and human health risk assessment of some pesticides and polychlorinated biphenyls in Nantong of Southeast China［J］.Journal of Environmental Sciences，2012，24(10):1 854-1 860.

［10］ 胡紅美，郭遠明，孫秀梅，等.氣相色譜法測定鮑魚不同組織中的多氯聯(lián)苯［J］.理化檢驗(化學分冊)，2014，50(3):307-311.

［11］ 丁立平，蔡春平，王丹紅.雙重凈化/氣相色譜法測定水產(chǎn)品中指示性多氯聯(lián)苯［J］.分析測試學報，2014，33(10):1 178-1 183.

［12］ 曹忠波，趙婉婧，高巖.氣相色譜三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀測定水產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2014(17):2 488-2 490.

［13］ LU D S，LIN，Y J.FENG C，et al.Determination of polybrominated diphenyl ethers and polychlorinated biphenyls in fishery and aquaculture products using sequential solid phase extraction and large volume injection gas chromatography/tandem mass spectrometry［J］.Journal of Chromatography B，2014，945-946:75-83.

［14］ U.S.Environmental Protection Agency.Recommended Toxicity Equivalence Factors(TEFs)for Human Health Risk Assessments of 2，3，7，8 Tetrachlorodibenzo-p-dioxin and Dioxin-Like Compounds［R］.Washington DC:U S:EPA，2010.

［15］ WAN Y，Jones P D，Holem R R，et al.Bioaccumulation of polychlorinated dibenzo-p-dioxins，dibenzofurans，and dioxin-like polychlorinated biphenyls in fishes from the Tittabawassee and Saginaw Rivers，Michigan，USA［J］.Science of The Total Environment，2010，408(11):2 394-2 401.

［16］ 李翔，劉漢霞，李禮，等.加速溶劑萃取-FMS凈化-高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜(HRGC-HRMS)定量測定魚組織中二英類多氯聯(lián)苯［J］.分析測試學報，2007，26(suppl.):269-274.

［17］ 任曼，彭平安，張素坤，等.氣相色譜/高分辨質(zhì)譜聯(lián)用測定環(huán)境樣品中的二噁英和類二噁英多氯聯(lián)苯［J］.2007，35(2):176-180.

［18］ 朱明華.儀器分析(第3版).北京:高等教育出版社，2000:40.

［19］ 費勇，楊曉紅，張海燕，等.全自動凝膠色譜凈化-氣相色譜法同時測定淡水魚類中多氯聯(lián)苯和有機氯農(nóng)藥等36種殘留有機物［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2011，27(2):63-68.

［20］ 王初升，許章程，鄭金樹，等.研究海洋環(huán)境質(zhì)量生物標準的意義及其內(nèi)容［J］.海洋環(huán)境科學，1999，18(3):22-27.