多氯二苯并對二噁英 (PCDDs) 和多氯二苯并呋喃 (PCDFs) 合并稱作二噁英，屬于環境污染物，具有強烈的生物累積性，在動物和人類中產生多種毒性終點，其中2,3,7,8- TCDD被國際癌癥研究機構列為1A類致癌物。人類非職業接觸二噁英的主要途徑是食用動物性食品，向前追溯則源自于飼料和/或動物自由散養。環境、食品、飼料的二噁英水平在全球范圍內受到嚴格法規監管，與之配套的檢測方法包括EPA 1613, EPA 23, EN 1948, EN 16215, HJ 77, GB 5009.205系列等，同時人體二噁英暴露水平也是科研人員關注和追蹤的重點。
磁質譜——問世間是否此山最高
1970年美國科學協會確定了1 ppt 作為二噁英檢測限值，明顯低于當時技術（GC-ECD和GC-LRMS）能達到的50 ppb檢測限，磁質譜作為高分辨質譜（HRMS）靈敏度和選擇性明顯優于其他儀器，是唯一能夠接近達到1ppt目標水平的檢測技術，因此被全球官方檢測方法使用并被認為是黃金標準，指定磁質譜法是監管和訴訟目的的首選方法。磁質譜除了用于環境、食品和飼料中最大限量的合規判定，還可用于行動水平控制，追蹤時間趨勢的監測、暴露研究、構建污染情況數據庫，以重新評估/修訂最大限量和行動水平等。
二噁英檢測官方方法——磁質譜
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優勢1：高選擇性
二噁英異構體眾多，因此實際樣品溶液常常含有異構體、同系物、類似結構的干擾物，這些干擾物的離子無法通過低分辨質譜剔除，因此需要質量選擇性更強的儀器，例如高分辨磁質譜。EPA 1613明確指出所使用的HRMS分辨率(m/△m)應達到10000。雙聚焦磁質譜DFS具有60000的靜態分辨率，因此具有高選擇性，能夠有效從背景中提取目標離子。
優勢2：高靈敏度
制定低檢測限旨在消除二噁英暴露風險。要分析亞pg和fg水平的二噁英，過去數十年間磁質譜是唯一可以滿足數據質量指標的技術。高選擇性自然派生高靈敏度，尤其使用選擇離子掃描（MID）時，其靈敏度比普通全掃描高出2個數量級，使得亞pg和fg水平的二噁英檢測成為二噁英實驗室日常。
Thermo Scientific™ DFS™ 高分辨雙聚焦磁式質譜儀 GC-HRMS 系統（點擊查看詳情）
三重四極桿質譜——絕招同途異路
過去四極桿質譜僅作為篩查方法用于預測樣品二噁英濃度，有助于在確證方法磁質譜分析之前確定適當的稱樣量和/或稀釋倍數，節省分析成本并避免儀器殘留污染。近年來基于串聯質譜性能的進一步提升以及參比實驗室詳實驗證，GC-MS/MS獲批成為食品和飼料中二噁英檢測的備選確證方法，僅用于樣品中最大限量的合規性判定。我國食品安全國家標準GB 5009.205-2024從2013版修訂更新后，增加三重四極桿方法作為第二法，用于食品中二噁英檢測，第一法仍是磁質譜法，同時也是仲裁方法。
優勢1：針對二噁英的高選擇性
不同于磁質譜的高分辨率派生高選擇性，三重四極桿質譜通過二級質量過濾提高選擇性。MS/MS會減少離子傳輸導致信號減弱，但化學噪音的損失比分析物信號損失更大因此信噪比增加。另一方面，二噁英分子是唯一一類在MS/MS模式失去-COCl(63amu)基團的化合物，該特異性使干擾極少，2378-TCDD的定量限可低至20fg的柱上進樣量，接近高分辨磁質譜的靈敏度。但這種特異性僅限于PCDD/Fs分子。
優勢2：詳實的驗證數據
2010年，歐盟成立了一個MS/MS核心工作組，討論不同實驗室應用不同供應商GC-MS/MS系統評估食品和飼料中二噁英和多氯聯苯的經驗，評估參數包括檢測下限、線性、重現性、穩定性、常規分析的適用性，并將GC-MS/MS和GC-HRMS結果比較。隨后，歐盟法規EU 589/2014，EU 644/2017，EU 771/2017依次頒布，允許GC-MS/MS儀器作為控制食品和飼料中二噁英最大含量的備選確證方法，但僅用于樣品中最大限量的合規性判定。
在我國，賽默飛的三重四極桿氣質TSQ 9000和TSQ9610也參與驗證了GB 5009.205-2024的部分工作，并在頭部TCI公司投入使用。
優勢3：系統優點
另外，三重四極桿質譜的使用和維護相對簡單，對實驗室溫濕度要求不高，適用于日常檢測。
Thermo Scientific™ Orbitrap Exploris™ GC 高分辨氣質聯用系統
未來趨勢
二噁英方法不斷發展為一針進樣同時分析多組分析物，包括溴代二噁英/呋喃、多溴聯苯醚、多氯萘和其他POPs。與之而來的技術挑戰是GC-MS系統是否可以分離眾多相關化合物并以足夠低的水平檢測它們；在傳統持久性有機污染物之外，檢測新興持久性有機污染物。GC-Orbitrap/MS具備GC的強大分離能力和高分辨質譜的靈敏度和選擇性、全掃描能力和掃描速度，可用于分析二噁英水平的目標和非目標化合物，提供其他已知或未知化合物的分析分類以及新出現的化合物的偵察信息。
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