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【概述】

多氯聯苯（PCBs）是一組高毒性的有機氯化合物。根據氯取代數的不同，PCB存在209種同系物1。根據其結構和毒理特征，可將這些同源物分為兩類。類包括12種具有類二噁英的結構和毒性的同系物，稱為“類二噁英多氯聯苯”（DL-PCBs），其為本項研究的重點。另一類占絕大多數，不具有該程度毒性，稱為“非二噁英樣多氯聯苯”（NDL-PCBs）。

DL-PCBs已被列為持久性有機污染物（POPs），自2001年以來一直受到“關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩約”的管制，以保護人類健康和環境安全2。這些化合物主要來源于工業加工，它們可作阻燃劑、密封劑和潤滑劑等3。DL-PCBs尤其值得關注，因為它們不容易降解，且可長距離遷移。DL-PCBs能夠在生物體內累積，食物鏈上等級越高生物體接觸到的DL-PCBs暴露量越高。人類主要通過攝取食物接觸這些化合物，尤其是富含動物脂肪的食物4。DL-PCBs易溶于油脂而難溶于水，因而容易在脂肪組織中富集，且難以排出體內。

DL-PCBs對人類的危害使環境中，特別是食品和動物飼料中DL-PCBs的準確檢測和定量變得至關重要。歐盟于2001年建立了一項監測計劃，旨在限制并理想地消除二噁英和DL-PCBs在環境中的排放5，并在1883/2006號條例中規定了食品和飼料中二噁英、DL-PCBs和六種非二噁英樣PCBs（NDL-PCB）的“高水平”（Maximum Levels, ML）。歐盟還確立了一個“干預水平”（Action Level, AL），用作特定污染源的預警。ML和Al都表示為毒性當量（Toxic Equivalence Quotients,TEQ）。以高毒性的2,3,7,8-四氯二苯并對二噁英（2,3,7,8-TCDD）的毒性當量因子（Toxic EquivalenceFactor, TEF）為1，其它化合物的毒性折算為相應的相對毒性強度，DL-PCBs的TEF值范圍0.0001（PCB77）至0.1（PCB 126）。

迄今為止，歐盟法規仍然要求采用氣相色譜/高分辨磁質譜（GC-HRMS）對污染樣品中的二噁英和DL-PCBs做定性定量分析，高分辨磁質譜因其靈敏度和專屬性，尤其適用于低濃度水平的檢測，也可用于食品和飼料中ML和AL水平的測定。然而，近年來氣相色譜/三重四極桿質譜（GC-MS/MS）技術因實現了高靈敏度和高選擇性分析，從而被認可用作控制食品和飼料中DL-PCBs的“高水平”（ML）的檢測5。但對于低濃度水平的檢測（即低于監管目標水平的五分之一），仍需要采用高分辨磁質譜進行6。

根據已修訂的歐盟法規:

1.每組四極桿的分辨率設置需大于或等于單位質量數分辨率（即足以分離相差一個質量單位的兩個質譜峰的分辨率）。

2.對所有標記和未標記分析物，應使用兩個離子對（母離子-子離子）進行分析。

3.同一質譜條件下（尤其是離子對碰撞能量與碰撞氣壓力），與計算值或測量值（標準品的平均值）相比，離子比率大允許偏差為±15％。

【實驗/設備條件】

表1. GC和進樣器條件。

四極桿的分辨率根據歐盟法規要求的大于或等于單位質量數分辨率設定（表2）。

表2.質譜條件。

【樣品提取】

DL-PCB標準品（68 C CVS CS 1至CS 5）購自Wellington Laboratories Inc.公司，包括DL-PCBs和13 C標記物。以下食品和飼料萃取樣品由西班牙巴塞羅那CSIC環境評估與水研究所提供：脂肪組織、魚肝、魚油、干魚、加標的飼料樣品和奶粉樣品（經認證的標準物質）。采用PowerPrepTMSPE系統萃取和凈化飼料基質樣品，使用多層硅膠層析柱-堿性氧化鋁柱-石墨碳柱凈化處理牛奶、組織和魚樣品，后在壬烷中定容上機。

【實驗/操作方法】

本實驗評估了Thermo ScientificTM TSQTM 8000 Evo三重四極桿GC-MS/MS用于分析DL-PCBs的性能。實驗根據DL-PCBs的檢測標準，分別使用溶劑標準品、食品和飼料的基質樣品對儀器性能進行了評價。同時，對比了采用TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與采用高分辨磁質譜分析的食品和飼料基質樣品的結果。

TSQ 8000 Evo儀器使用電子電離（EI）在MS/MS模式下運行。數據采集時，為每個化合物選擇兩個選擇反應監測（SRM）離子對，滿足歐盟標準的要求。Timed-SRM模式下，每個色譜峰少采集12個點的數據。使用

AutoSRM軟件自動優化所選擇的SRM離子對及其碰撞能量，結果見表3。使用Thermo ScientificTMTargetQuan3.1軟件進行數據處理，該軟件針對處理環境監管中持久性有機污染物（POPs）的MS、MS/MS或HRMS數據而設計。

表3. DL-PCBs和13C標記物所使用的SRM離子對。

使用TargetQuan軟件進行數據處理，該軟件專為同位素稀釋法定量分析POPs而設計。軟件的定量流程基于化合物相對校正因子（或平均相對校正因子），同時包含毒性當量因子（TEF），可自動計算化合物毒性當量（TEQ），終測定總毒性當量值。

【實驗結果/結論】

本研究使用的儀器方法基于此前使用GC-MS/MS分析PCDD/Fs的方法9。儀器方法沿用了Timed-SRM模式，與傳統的分段掃描模式相比，Timed-SRM基于已知化合物的保留時間，在保留時間窗口內對目標化合物進行質譜數據采集，從而提高目標化合物的分析效率，提高儀器靈敏度，降低方法檢出限。此外，通過Timed-SRM可單獨設置與待測物保留時間非常接近的13 C同位素標記物的采集通道。

色譜法

使所有DL-PCB異構體得到充分的色譜分離，是可靠定性、定量分析的關鍵。本實驗用低濃度的標準品（CS1：1 pg/µL）對DL-PCBs的色譜分離情況進行評估。所有待測化合物和13C標記物均能檢出，并且有良好的峰形，如圖1所示，五氯聯苯異構體做到了<10％的峰谷分離（圖2）。

圖1.低濃度標準品（1 pg/µL）中DL-PCBs待測物的色譜分離。顯示每個化合物的一個SRM離子對（定量離子）。

圖2. CS-1標準品中五氯聯苯同分異構體的色譜分離示例（1 pg/µL）。

達到目標檢測限

對于DL-PCBs分析來說，達到所需的檢測限對于實施常規監測方法是至關重要的。法規要求方法的定量限（LOQ）應約為“高水平”（ML）的五分之一5,8,9。常規二噁英分析的儀器靈敏度需考察儀器的檢測限（LOD）和定量限（LOQ），對于磁質譜而言，LOD為3倍信噪比，而LOQ為10倍信噪比。

由于GC-MS/MS儀器在MS/MS模式下強大的抗干擾能力，采集得到的數據噪音很少或幾乎沒有，因此，需要使用其他方法計算LOD/LOQ。綜合考慮內標物的回收率（60-120％）、離子比率和色譜分離情況，通過重復（n = 8）進樣低濃度標準品（CS1）評估儀器的LOQ值8。

在置信度99%下，綜合考慮化合物濃度和%RSD值，通過T-檢驗計算待測物的LOQ值。試驗結果表明，DL-PCBs的定量限為0.1-0.41 pg/µL，離子比率和響應因子（RFs）在±15％范圍內，13C-標記物的回收率在60-120％內（圖3）。TSQ 8000 Evo GC-MS/MS可分析低濃度水平的認DL-PCBs，滿足法規對檢出限的要求7。

圖3.重復進樣一系列稀釋的樣品計算DL-PCBs的LOQ值。數據表明，待測物的LOQ值與離子比率和響應因子值均在預期限度范圍內。

響應值的線性

DL-PCB的定量是基于同位素稀釋法進行的，使用RF-標準曲線計算，通過外標校正曲線計算得到的平均校正因子，對12個待測物進行定量分析1。根據標曲的五個點計算平均校正因子的偏差（RF％RSD）。實驗結果表明，所有待測物的RF % RSD值都在0.8-5.6％之間，遠優于美國EPA6（表4）要求的15％。

表4. DL-PCBs標準曲線的線性范圍及校正因子的％RSD

樣品萃取物中DL-PCBs的定量

成功進行方法驗證以后，對六個基質樣品中的DL-PCBs進行定量分析。所有待測樣品中的DL-PCBs均觀察得到的色譜分離，且基質干擾少。圖4為PCB189的色譜圖示例。

圖4.魚（A）、飼料（B）和奶粉（C）樣品中存在的PCB 189的色譜分離示例。

樣品中DL-PCBs的含量以WHO-TEQ pg/g表示，并將結果與磁質譜（GC-HRMS）所測值進行對比。數據表明，TSQ 8000 Evo GC-MS/MS可測的DL-PCBs濃度范圍非常寬，重要的是，其結果與磁質譜所測結果始終保持一致（圖5–10）。

圖5. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）對比分析飼料中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計）。

圖6. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）對比分析牛奶中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計）。

圖7. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）對比分析魚肝中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計）。

圖8. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）對比分析魚油中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計）。

圖9. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）對比分析魚干中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計）。

圖10. TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）對比分析脂肪組織中DL-PCBs濃度（以TEQ pg/g計）。

圖11顯示了TSQ 8000 Evo GC-MS/MS與高分辨磁質譜（GC-HRMS）所測每個樣品中的總DL-PCB濃度偏差（均小于3％）。雖然GC-MS/MS系統能夠滿足常量分析要求，但高分辨磁質譜（GC-HRMS）的檢出限更低，更適合低濃度水平的研究。

圖11.六種基質類型采用TSQ 8000 Evo與采用GC-HRMS測得的總DL-PCB濃度值（pg/g）的偏差（％）。所有結果均與HRMS的分析

離子比率豐度

將待測樣品中12個DL-PCB的離子比率（IR）與標準品（CS1–CS5）所測離子比率的平均值相比，結果表明，所有化合物的離子比率偏差均小于15％，符合歐盟法規要求（圖12）。此外，SRM的高選擇性，足以滿足定性分析要求。

圖12.對比樣品萃取物中12個DL-PCB的離子比率豐度與根據校正標準品（CS1-CS5）測得的平均IR值。

結論

實驗結果表明，TSQ 8000 Evo GC-MS/MS作為DL-PCBs常量分析的有效工具，*符合歐盟關于食品和飼料樣品中DL-PCBs分析的所有要求。

• TSQ 8000 Evo GC-MS/MS儀器依靠其高靈敏度和高選擇性，可對食品和飼料樣品中的DL-PCBs進行可靠的定性、定量分析。

• TSQ 8000 Evo GC-MS/MS結合TRACE 1310GC和TargetQuan 3.1數據處理軟件，一起構成了復雜樣品中DL-PCBs分析的綜合解決方案。

•標準品和基質樣品的實驗結果均展現出的重現性、線性、靈敏度和選擇性。

•基質樣品中的DL-PCB計算值與采用高分辨磁質譜（GC-HRMS）所測值非常一致。

【儀器/耗材清單】

采用TSQ 8000 Evo三重四極桿GC-MS/MS儀器與Thermo ScientificTM TRACETM 1310 GC聯用技術分析標準品和基質樣品中的DL-PCBs。采用Thermo ScientificTM TriPlusTM RSH自動進樣器進樣，并在Thermo ScientificTM Trace GOLD TG-5SilMS 60 m×0.25 mm I.D.×0.25 µm色譜柱上進行化合物分離。