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食品中PCDD/Fs分析屬超痕量(pg-fg)、多組分(同系物、異構(gòu)體的分離)和復(fù)雜前處理技術(shù)，對(duì)特異性、選擇性和靈敏度的要求極高，成為當(dāng)今食品和環(huán)境分析領(lǐng)域的難點(diǎn)。目前僅在發(fā)達(dá)國(guó)家的少數(shù)實(shí)驗(yàn)室能夠開(kāi)展。WHO指出僅有約100個(gè)實(shí)驗(yàn)室具備檢測(cè)能力?！?〕超痕量分析是因二惡英在環(huán)境樣品中水平極低，WHO規(guī)定的TDI為1～4pg/kgBW；〔2〕相應(yīng)要求食品中PCDD/Fs測(cè)定方法的檢測(cè)限以脂肪計(jì)低于1pg/g(甚至為fg/g水平的測(cè)定)，不到其它污染物含量的1/1000。所謂多組分是指PCDD/Fs中各同系物、異構(gòu)體的毒性相差很大，具毒性的17種2,3,7,8-取代PCDD/Fs具有毒性，進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)時(shí)需選擇性測(cè)定。而PCDD/Fs共有210個(gè)同系物、異構(gòu)體，加上209個(gè)PCBs，共有419個(gè)二惡英及其類似物。另外，試樣在進(jìn)行儀器分析前要濃縮至1/1000、1/10000，提取液中的PCDD/Fs比其共提取物和基質(zhì)中同系物及其它氯代化合物等干擾組分低得多，使得這一超痕量分析極為困難。只有良好的凈化技術(shù)及特異性的分離手段才能滿足要求?！?～5〕為保證分析質(zhì)量，國(guó)際組織及有關(guān)國(guó)家建立了官方分析方法與指南，如國(guó)際癌癥研究中心（IARC）〔4〕、歐盟的公共標(biāo)準(zhǔn)局〔6〕、美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(EPA)〔7，8〕和美國(guó)食品藥品管理局(FDA)。〔9〕

FAO/WHO食品法典委員會(huì)正在著手建立食品二惡英限量標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)檢驗(yàn)方法，起草人認(rèn)為高分辨氣相色譜與高分辨質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HRGC-HRMS）是目前唯一適用的的化學(xué)方法。而用DNA重組技術(shù)建立的生物學(xué)方法在二惡英總TEQ水平測(cè)定可達(dá)到特異性、選擇性和靈敏度的要求，且所測(cè)結(jié)果與HRGC-HRMS方法相當(dāng)，可作為大量樣品篩選手段?！?0〕

1氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的化學(xué)分析方法

PCDD/Fs的化學(xué)分析有兩種不同的方案，一為分析所有PCDD/Fs，目的在于了解各化合物的分布形式，鑒定其可能的來(lái)源；另一為僅測(cè)定2,3,7,8-取代的17種PCDD/Fs。后一方法較完善，以美國(guó)EPA1613方法為代表的HRGC-HRMS方法已成為各國(guó)公認(rèn)的仲裁方法。本文主要以此為基礎(chǔ)對(duì)這一領(lǐng)域的進(jìn)展作簡(jiǎn)要綜述。

環(huán)境及生物材料中PCDD/Fs的分析主要包括5個(gè)方面，即：樣品采集、提取、凈化、分離及定量測(cè)定。〔4，6〕

1.1樣品采集〔4，6〕與有機(jī)氯農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法相似，但PCDD/Fs應(yīng)更注意安全操作和避免試驗(yàn)過(guò)程中的污染。PCDD/Fs具有光解作用，尤其在溶液中低氯代化合物光解作用更為迅速。故樣品應(yīng)避光、低溫保存。

樣品的取樣量依樣品類型、污染水平、潛在干擾物質(zhì)與方法的檢測(cè)限而定。一般樣品為1～50g，對(duì)于含脂低、污染輕的樣品必要時(shí)可增加到100～1000g。

1.2提取〔4～10〕提取前，加入13C或37Cl標(biāo)記的內(nèi)標(biāo)，用以測(cè)定提取凈化效率與矯正分析丟失。PCDD/Fs的提取方法與有機(jī)氯農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法相似，包括溶解、振搖、混勻、超聲或索氏提取。提取步驟和溶劑選擇取決于樣品類型和凈化方法。如脂肪和油可采用二氯甲烷+已烷（1+1）直接提??；其它食品可使用不同比例的提取溶劑，采用包括索氏提取在內(nèi)的各種提取方法。

許多實(shí)驗(yàn)室對(duì)比試驗(yàn)已經(jīng)表明魚、豬脂肪、牛奶、母乳、人血和脂肪組織所用各種提取方法回收率的可接受性。〔11～15〕作為新技術(shù)使用CO2為流體的超臨界流體提取方法，也用于生物樣品中PCDD/Fs的提取?！?6〕

1.3凈化凈化目的是除去共提取物中的干擾組分，凈化程度取決于被測(cè)組分的數(shù)目、基質(zhì)干擾及GC-MS狀態(tài)。目前大多采用色譜法進(jìn)行凈化，包括吸附、分配與排阻色譜。一系列色譜柱，如硅膠加化學(xué)改性吸附劑（用硫酸、KOH、CsOH處理的硅藻土及硅膠）、Florisil、氧化鋁、活性碳等，常被串聯(lián)使用，多層色譜聯(lián)用柱也日益普及?！?7〕

根據(jù)樣品類型選擇適當(dāng)?shù)膬艋椒?，存在大量共提取物時(shí)需要進(jìn)行預(yù)處理。包括酸或堿洗，如用硫酸處理消除油脂等干擾組分；硅膠柱可吸附脂質(zhì)及油脂成分，用硫酸、氫氧化鈉和硝酸銀浸泡處理的多層硅膠柱進(jìn)行洗脫；凝膠滲透色譜也被用來(lái)去除脂肪和其它分子量相對(duì)較高的化合物?！?，5〕

微型氧化鋁柱（用一次性玻璃滴管裝柱）可除去提取液中弱極性的氯代苯、多氯聯(lián)苯與聯(lián)三苯和多氯代二苯醚，這些物質(zhì)被二氯甲烷+正己烷（1+50）首先洗脫出來(lái)，留置柱上的PCDD/Fs再用二氯甲烷+正己烷（1+1）洗脫。這種處理還可除去多氯代-2-苯氧基酚（二惡英的一種前體），以避免其在GC柱上因加熱閉環(huán)形成PCDDs的干擾?！?〕

80年代中期以來(lái)廣泛使用雙柱法，提取液首先經(jīng)活性炭吸附，用二氯甲烷洗脫，將平面化合物（包括PCDD/Fs）與非平面化合物分離?！?7〕用甲苯對(duì)活性炭柱反相洗脫平面化合物，再用氧化鋁柱將PCDD/Fs與其它平面化合物分離(如：非鄰位取代的PCBs、多氯代萘)。此法對(duì)復(fù)雜生物樣品的分析十分適用，已有自動(dòng)化儀器商業(yè)供應(yīng)〔4，18〕。近年來(lái)也有采用HPLC分離PCDD/Fs的報(bào)道，主要用于2,3,7,8-TCDD的定量分析，也用于處理難以凈化樣品分析其它PCDD/Fs?！?3〕

提取、凈化方法的優(yōu)劣，應(yīng)以驗(yàn)證其有效性來(lái)確定。通過(guò)測(cè)定加標(biāo)樣品及基質(zhì)空白，可獲得檢測(cè)濃度下的回收率。PCDD/Fs分析時(shí)至少需要三套標(biāo)準(zhǔn)：一套為17種12C-PCDD/Fs；一套為15種13C-PCDD/Fs的定量?jī)?nèi)標(biāo)和2個(gè)13C標(biāo)記的用于確定色譜保留時(shí)間的內(nèi)標(biāo)；另一套為考察凈化效率的37Cl-2,3,7,8-TCDD標(biāo)準(zhǔn)。

1.4分離凈化手段盡管復(fù)雜，最終的提取液仍存在氯代化合物的干擾。這就需要良好分離技術(shù)?；瘜W(xué)鍵合固定相的HRGC是有效分離PCDD/Fs的唯一選擇。〔13，19〕常用WCOT毛細(xì)管柱，長(zhǎng)度為15～60m，內(nèi)徑0.22～0.35mm，內(nèi)膜厚度為0.15～0.25μm。非極性或弱極性固定相(烷基/芳基硅烷，如OV1、SE30、SE52、SE54、PS255、DB-1、DB-5、OV17-01等)可有效地將PCDD/Fs分離為氯原子取代數(shù)相同的化合物的組(如:所有TCDDs和TCDFs及所有PeCDDs和PeCDFs等分離），而極性固定相(氰基硅烷，如silar10c、SP2330、SP2340、CPSIL88等)可將一組中的異構(gòu)體進(jìn)行分離。迄今為止，尚未見(jiàn)僅用一根色譜柱即可分離所有同系物異構(gòu)體的報(bào)道。使用歐共體規(guī)定使用的非極性色譜柱（如DB-5）分析僅有2,3,7,8-取代的PCDD/Fs，同時(shí)使用非極性色譜柱和極性色譜柱（如SP2331和CPSIL88）可分離其它位置上氯取代的PCDD/Fs?！?〕食品中所要測(cè)定的是17種2,3,7,8取代的PCDD/Fs，僅采用非極性的色譜柱基本可以滿足要求?！?〕

色譜柱的柱長(zhǎng)、內(nèi)徑及涂膜厚度決定了操作條件（溫度和載氣流速）及被分析物的保留時(shí)間。通過(guò)對(duì)要定量的17種2,3,7,8取代的PCDD/Fs同系物異構(gòu)體（13C標(biāo)記與未標(biāo)記）標(biāo)準(zhǔn)品比較獲得保留時(shí)間。為能準(zhǔn)確鑒定被分析組分，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的使用極為必要。應(yīng)單獨(dú)測(cè)試每個(gè)HRGC系統(tǒng)中同系物異構(gòu)體的色譜出峰次序（文獻(xiàn)僅作為參考），因此在儀器分析前需要測(cè)試柱效的PCDD/Fs標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行證實(shí)，也可使用含已知同系物異構(gòu)體成分的樣品提取液（如飛灰）。

1.5定量要盡量減少化學(xué)噪聲和改善檢出限，以保證PCDD/Fs這一類復(fù)雜化合物的痕量分析。采用選擇離子監(jiān)測(cè)(SIM)的質(zhì)譜法，以13C穩(wěn)定同位素為內(nèi)標(biāo)，校正標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定各個(gè)同系物異構(gòu)體的響應(yīng)因子和線性范圍。〔5～13〕定量檢測(cè)主要采用SIM技術(shù)監(jiān)測(cè)氯同位素2個(gè)分子離子（M+，M++2）或其它豐度較高離子，同時(shí)監(jiān)測(cè)相應(yīng)的13C穩(wěn)定性同位素內(nèi)標(biāo)氯同位素的兩個(gè)分子離子，通過(guò)不同窗口對(duì)氯不同取代程度的異構(gòu)體分別定量。這可減少共提取物和其它污染物的干擾，提高檢測(cè)選擇性和靈敏度。所使用儀器包括四極桿低分辨質(zhì)譜儀（LRMS）、雙聚焦磁式扇形高分辨質(zhì)譜儀（HRMS）和質(zhì)譜－質(zhì)譜串聯(lián)（MS-MS）。HRMS通過(guò)監(jiān)測(cè)精確質(zhì)量提供了最高的選擇性，因此HRMS是PCDD/Fs測(cè)定的首選儀器。電子轟擊源為PCDD/Fs分析的常用電離方式(EI)。陰離子化學(xué)電離(NCI)對(duì)高氯取代化合物有更高的靈敏度，但不適合低氯取代的化合物，如2,3,7,8-TCDD的分析?！?，6〕

MS方法的靈敏度不是由標(biāo)準(zhǔn)溶液的信噪比提供，而是由樣品基質(zhì)條件下的信噪比決定。LRMS在理論上可以達(dá)到檢測(cè)要求的靈敏度，但由于復(fù)雜基質(zhì)和共存的PCBs及其它氯代化合物的干擾，食品中PCDD/Fs低于pg/g水平的分析的靈敏度和其它技術(shù)指標(biāo)都難以達(dá)到分析要求。〔4，6，19，20〕為了得到分析食物中TCDDs的準(zhǔn)確結(jié)果，分辨率在10000以上的HRMS成為唯一選擇。因?yàn)門CDD的M+離子m/z為319.8963，而干擾物二氯二苯基二氯乙烯的M++4離子為319.9321，需要分辨率為9,000的HRMS。雙聚焦磁式扇形HRMS不僅提高了儀器的分辨率，而且提高了信噪比，這意味著化學(xué)噪音的降低、靈敏度的提高，〔4〕同時(shí)檢測(cè)多個(gè)離子質(zhì)量的能力較強(qiáng)，進(jìn)行SIM時(shí)m/z值可長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)生漂移，進(jìn)一步改進(jìn)信噪比，提供極高的靈敏度，最小檢出限可達(dá)10fg，更適合于PCDD/Fs分析要求，為多數(shù)二惡英分析實(shí)驗(yàn)室采用?；贖RMS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，EPA規(guī)定的1613方法采用同位素稀釋法，利用HRGC-HRMS檢測(cè)PCDD/Fs。其分析的關(guān)鍵點(diǎn)為：用13C同位素內(nèi)標(biāo)與樣品前處理同時(shí)進(jìn)行，監(jiān)測(cè)樣品制備的回收率、同位素稀釋的準(zhǔn)確度和GC-MS方法的確認(rèn)?！?1，22〕采用標(biāo)準(zhǔn)考察異構(gòu)體的GC分離和MS的定性定量的分析質(zhì)量控制。嚴(yán)格控制硅膠、硅鎂吸附劑、氧化鋁、活性炭等的洗提回收。HRMS的分辨率要求在10000以上，保證SIM的靈敏度和穩(wěn)定性，采用HRGC分離。質(zhì)量控制措施包括：系統(tǒng)空白、回收試驗(yàn)、線性范圍、各化合物的保留值窗口、氯取代的同位素峰簇比值、異構(gòu)體的GC分離、質(zhì)譜分辨率、信噪比、盲樣核對(duì)以及用3個(gè)離子定性等。對(duì)所有被檢測(cè)的離子，確定PCDD/Fs的存在必須要求其信噪比大于3:1，且分子的面積比和標(biāo)準(zhǔn)的離子碎片的偏差應(yīng)在10%以內(nèi)，由內(nèi)標(biāo)物得到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)物的偏差應(yīng)在10%以內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)物與內(nèi)標(biāo)的離子譜圖應(yīng)一致?！?〕由于嚴(yán)格的分析質(zhì)量保證體系，1613方法已經(jīng)成為各實(shí)驗(yàn)室分析工作的基礎(chǔ)。

串聯(lián)質(zhì)譜是另外一種可供選擇的方案。在離子源中形成的離子被第一個(gè)質(zhì)量分析器分離，然后選擇某些離子進(jìn)行碰撞裂解，再由第二個(gè)質(zhì)量分析器檢測(cè)裂解離子。如果第一個(gè)質(zhì)量分析器為扇形HRMS，設(shè)定分離PCDD/Fs的M+碎片；第二個(gè)質(zhì)量分析器為四極桿LRMS，分離M+—COCl特征碎片。這樣儀器的選擇性進(jìn)一步提高，可不通過(guò)GC分離直接進(jìn)樣，快速測(cè)定TCDD?！?3〕但這一方法只能測(cè)定同系物，不能分離異構(gòu)體。因此HRGC-MS/MS串聯(lián)質(zhì)譜就成為測(cè)定17種2,3,7,8-取代PCDD/Fs的要求，而這一儀器與HRGC-HRMS的購(gòu)買和維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)、靈敏度是其的1/6，HRGC-HRMS就成為首先選擇。

最近美國(guó)FDA研究了利用較便宜的四極離子儲(chǔ)存時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（QISTMS）分析方法?！?〕采用這一方法可以檢測(cè)食品中TEQ低于1pg/g水平的2,3,7,8取代的PCDD/Fs（TCDD為0.2pg/g），分析了包括奶、羊脂、蛋、牛肉、魚和油脂在內(nèi)的200份物樣品。測(cè)定污染樣品雞蛋和鲇魚的結(jié)果與HRMS具可比性。FDA正對(duì)這一分析方法進(jìn)一步改進(jìn)，以期可達(dá)HRMS檢測(cè)限，來(lái)替代HRMS進(jìn)行食品PCDD/Fs日常監(jiān)督。〔24〕

1.6結(jié)果報(bào)告測(cè)定了17種2,3,7,8-取代的PCDD/Fs含量后，每個(gè)同系物異構(gòu)體的濃度乘以相應(yīng)的TEF，然后將結(jié)果相加。報(bào)告的結(jié)果就是毒性當(dāng)量（TEQs）。結(jié)果報(bào)告時(shí)應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的脂肪含量折算成以脂肪計(jì)的TEQs。

2以Ah受體為基礎(chǔ)的生物分析方法

盡管CAC認(rèn)為HRGC-HRMS是目前唯一適合的分析方法，但由于所使用儀器價(jià)格昂貴，試樣需多步分離、凈化步驟十分繁瑣，這一工作在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室不能開(kāi)展。這顯然不能適合食品衛(wèi)生監(jiān)督和監(jiān)測(cè)工作的日常需要，國(guó)際上有些實(shí)驗(yàn)室試圖建立一種以利用生物傳感器為原理的快速檢測(cè)方法。因?yàn)锳h受體是PCDD/Fs發(fā)揮毒性作用機(jī)制的基礎(chǔ)物質(zhì)，它的被活化程度與PCDD/Fs毒性相一致，而PCDD/Fs活化Ah受體能力與其TEQs有關(guān)，目前所建立的生物學(xué)篩選方法均據(jù)此進(jìn)行。PCDD/Fs進(jìn)入細(xì)胞漿與Ah受體結(jié)合活化后，被Ah受體核轉(zhuǎn)位因子（ARNT）轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，活化的核內(nèi)基因是特異性DN段-二惡英響應(yīng)因子（DRE），啟動(dòng)發(fā)揮毒性作用的基因增加其轉(zhuǎn)錄，如細(xì)胞色素P4501A亞型，激活芳香烴羥化酶（AHH）和9-乙氧基-3-異吩唑酮-O-脫乙基酶（EROD）?！?5～28〕以前已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)室用細(xì)胞培養(yǎng)通過(guò)EROD活性的測(cè)定來(lái)反應(yīng)PCDD/Fs激活A(yù)h受體的能力，得到PCDD/Fs的TEQs。〔4,29～32〕為了增加生物學(xué)方法的靈敏度，從P4501A1基因5’段分離DRE，并將螢火蟲螢光素酶作為報(bào)告基因結(jié)合到控制轉(zhuǎn)錄的DRE上，制備成質(zhì)粒載體。將這一質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)染H4IIE大鼠肝癌細(xì)胞系（含Ah受體傳導(dǎo)途徑的各個(gè)部件），以此構(gòu)成的CALUX系統(tǒng)螢光素酶誘導(dǎo)活性與PCDD/Fs有關(guān)，CALUX相對(duì)活性與PCDD/Fs的TEF相一致，所測(cè)定的結(jié)果就是TEQs?！?3～37〕這一方法已經(jīng)與HRGC-HRMS化學(xué)方法進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果相當(dāng)一致。〔37〕然而，采用細(xì)胞培養(yǎng)方法仍需要一定條件，同時(shí)培養(yǎng)時(shí)間多達(dá)24h，整個(gè)測(cè)定多達(dá)幾天，不能進(jìn)行快速檢驗(yàn),不適用于食品安全監(jiān)督檢驗(yàn)要求。有必要對(duì)Ah受體活化程度進(jìn)行更直接測(cè)定。〔38〕在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn),以Ah受體、ARNT和DRE為生物傳感器的主要部件，測(cè)定轉(zhuǎn)化的Ah受體。由于Ah受體與ARNT為1：1結(jié)合的同源二聚體，這一同源二聚體可以結(jié)合在生物素-親和素系統(tǒng)的DRE上，采用酶標(biāo)雙抗方法測(cè)定ARNT，避免了抗體不能區(qū)別Ah受體的難點(diǎn)。由于該方法不再需要細(xì)胞內(nèi)的誘導(dǎo)活化過(guò)程，體外活化時(shí)間由24h減少到2h，加上ELISA檢測(cè)，整個(gè)分析在1個(gè)工作日完成。以Ah受體為生物傳感器建立的免疫生物學(xué)方法一次可完成多個(gè)樣品的檢測(cè)，提取方法相對(duì)簡(jiǎn)單，所得結(jié)果就是TEQs，方法完成后可以滿足衛(wèi)生監(jiān)督的大量篩選需要。

由于化學(xué)方法是對(duì)單個(gè)同系物進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果判定要以每個(gè)同系物的TEF乘以含量得到TEQs，所以CAC指出，利用DNA重組技術(shù)建立的PCDD/Fs免疫分析和生物分析方法，可以靈敏、特異地檢測(cè)出TEQs，適合于大量樣品的篩選?！?0〕但這種方法只能得到一個(gè)PCDD/Fs總量（同樣以TEQs表示），而不能了解樣品中PCDD/Fs的具體組成。因此一般認(rèn)為這類方法可以用作篩選和用于特定條件下的監(jiān)督管理（如在最近的PCDD/Fs事件中用于檢測(cè)進(jìn)口食品）。在篩選出陽(yáng)性樣品后，有選擇地用質(zhì)譜方法檢測(cè)。目前尚沒(méi)有這一類試劑盒商品正式上市。世界衛(wèi)生組織正在注視這類方法的開(kāi)發(fā)進(jìn)展，因?yàn)閷?duì)于廣大發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，這類方法十分適用。

3結(jié)語(yǔ)

比利時(shí)二惡英污染事件之后，國(guó)際社會(huì)更加重視食品中二惡英的含量問(wèn)題。食品中二惡英的檢測(cè)技術(shù)再次引起世界的關(guān)注。HRGC-HRMS是目前唯一適用的選擇方法，串聯(lián)質(zhì)譜方法有可能用于食品中二惡英的檢測(cè)，以DNA重組技術(shù)建立的生物方法適合于大量樣品的篩選檢查。PCDD/Fs超痕量分析仍很復(fù)雜、困難，各實(shí)驗(yàn)室的分析能力及技術(shù)存在很大的差異。CAC正加緊制定食品中二惡英限量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的步伐，各國(guó)在努力提高二惡英的檢測(cè)水平，我國(guó)也需要盡快建立國(guó)際認(rèn)可的檢測(cè)技術(shù)。

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