近日，廣東省科學(xué)院測(cè)試分析研究所（中國廣州分析測(cè)試中心）（以下簡(jiǎn)稱省科學(xué)院測(cè)試所）廣東省化學(xué)測(cè)量與應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)合作，建立了一種基于吸附劑輔助的大氣壓化學(xué)電離源/傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜（APCI/FT-ICR-MS）的氯化石蠟（CPs）分析新方法，同時(shí)結(jié)合固相微萃取（SPME）活體采樣技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)了氯化石蠟的活體分析新技術(shù)。研究推進(jìn)了固相微萃取技術(shù)在解決氯化石蠟活體分析這一環(huán)境難題中的應(yīng)用，并為氯化石蠟的生物蓄積和消除行為研究提供有利工具。

　　氯化石蠟是環(huán)境中廣泛存在的一類新型持久性有機(jī)污染物（POPs），根據(jù)不同碳鏈長度可分為短鏈氯化石蠟（SCCPs，C10-13）、中鏈氯化石蠟（MCCPs，C14-17）和長鏈氯化石蠟（LCCPs，C18+）。自20世紀(jì)30年代起，氯化石蠟作為塑料增塑劑、金屬加工液、阻燃劑和涂料添加劑等，在全世界范圍內(nèi)廣泛生產(chǎn)應(yīng)用。2017年斯德哥爾摩公約第八次締約方大會(huì)上，短鏈氯化石蠟被列入新增持久性有機(jī)污染物名單，限制或禁止使用。2022年，中鏈氯化石蠟被列入斯德哥爾摩公約POPs的候選清單。國內(nèi)外多項(xiàng)研究表明氯化石蠟在水、空氣、土壤、沉積物、動(dòng)植物等復(fù)雜環(huán)境和生物基質(zhì)中廣泛存在，對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生的影響不容忽視。

　　氯化石蠟的組成十分復(fù)雜，具有成千上萬種同系物及同分異構(gòu)體，且缺少合適的標(biāo)準(zhǔn)品，同時(shí)分析時(shí)易受基質(zhì)中其他含氯化合物的干擾。因此，氯化石蠟在樣品前處理和準(zhǔn)確定性定量分析方面存在很多困難，其活體分析方法的開發(fā)更是極具難度。

　　為解決這一難題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型的吸附劑輔助、非溶劑依賴的氯化石蠟儀器分析方法。通過將乙烷橋連的雙層介孔有機(jī)二氧化硅空心球（PMO）吸附材料制備成涂層裝置，與大氣壓電離源的直接探針器件耦合，從而形成吸附劑輔助大氣壓電離源模塊，并將該模塊與傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜聯(lián)用，以建立氯化石蠟的高靈敏、快速分析方法。該方法首次實(shí)現(xiàn)了氯化石蠟同系物的同步無溶劑電離和源內(nèi)熱解吸，氯化石蠟的儀器分析時(shí)間僅需30秒，離子化后形成氯化石蠟同系物（CnClm）的單一[M?H]?分子離子，電離效率提高，短鏈和中鏈氯化石蠟的檢出限分別低至0.10～24 pg/μL和0.48～5.0 pg/μL。

吸附劑輔助的APCIFT-ICR-MS分析新方法與氯化石蠟活體分析新技術(shù)實(shí)例

　　研究團(tuán)隊(duì)將上述涂層裝置作為可拆卸的固相微萃取活體采樣探針，開發(fā)了活體羅非魚中氯化石蠟的活體采樣方法。同時(shí)，結(jié)合模式解卷積數(shù)學(xué)方法和固相微萃取采樣速率活體定量校正方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)羅非魚中氯化石蠟的活體定量分析。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的羅非魚進(jìn)行氯化石蠟的暴露培養(yǎng)，利用經(jīng)典加速溶劑萃取/內(nèi)標(biāo)法對(duì)活體采樣的同一魚體組織進(jìn)行離體分析，驗(yàn)證了活體定量分析方法的可靠性和準(zhǔn)確性。此外，基于氯原子的天然同位素豐度特征，利用傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜首次在活體羅非魚中鑒定出58種氯化石蠟潛在轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，其中所涉及的轉(zhuǎn)化路徑包括羥基化、脫鹵還原、磺化等轉(zhuǎn)化過程。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表于Environmental Science & Technology（環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域Top、NI期刊），省科學(xué)院測(cè)試所為第一和通訊作者單位，研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目等的資助。

論文發(fā)表截圖

　　論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05923

（省科學(xué)院測(cè)試所/供稿）