双三元联用在线SPE，赛默飞助力“国家生物监测”

大家先看几个耳熟能详的数据：

每年有约400万中国人死于吸烟引发疾病，超过因艾滋病、结核、交通事故及死亡的人数总和；

平均每6秒就有一个人死于吸烟有关疾病；

吸烟者的平均寿命要比不吸烟者缩短10年；

*每年因吸烟死亡人数高达700万，其中89万为常年吸食二手烟导致。

1究竟是什么让吸烟如此有害健康？

吸烟者多死于肺癌，烟气中常见的有害物苯并芘是一种高活性间接致癌物，属于多环芳烃的一种。多环芳烃（简称PAHs）是人类较早发现的一类环境有机致癌化合物，广泛存在于烟熏烧烤类食品、香烟烟雾中，通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，参与体内代谢，生成羟基多环芳烃（OH-PAHs）。香烟烟雾作为多环芳烃的一个重要来源，是吸烟者（包括吸二手烟者）接触多环芳烃的主要途径。

图1 非吸烟者（左）与吸烟者（右）肺部对比图

2如何检测人体内的多环芳烃（PAHs）？

目前，尿液中的OH-PAHs是研究较多的人体对PAHs 的暴露水平综合评价的生物标志物。但是尿液中多环芳烃代谢物的含量极低，且尿液成分较复杂，所含杂质可能对色谱柱造成损害，直接进样不能满足分析要求。而现有采用离线固相萃取技术来减少基质干扰，提高检测灵敏度的方法，操作过程繁琐费时，重现性较差，成本较高。

在线固相萃取（Online-SPE）是近年发展起来的一种全自动样品前处理方式，具有富集纯化一步完成、固相萃取柱可多次使用、重现性好、自动化程度高等优点，已被应用于食品、环境、生物等样品中痕量有机物的检测。

赛默飞与“国家生物监测”重点实验室之一的上海疾病预防控制中心合作，开发了基于赛默飞双三元液相色谱—在线SPE大体积进样方法，实现人体尿液中多环芳烃羟基代谢产物的高灵敏度监测。

“国家人体生物监测项目”是国家卫生计生委疾控局组织的国家重大公共卫生服务项目，通过在全国开展现场流行病学调查和人体生物样本中环境化合物检测，获得全国有代表性的环境化合物在人体内暴露负荷的基础数据，为今后相关公共卫生工作提供支持。

本方法采用基于快速涡流色谱的Turboflow Cyclone 固相萃取柱对目标尿样进行在线富集纯化，将大分子蛋白杂质提前分离去除，不仅延长了固相萃取柱使用寿命，而且进一步降低了交叉污染率。同时，采用UHPLC-MS法，利用PAHs 细粒径UHPLC色谱柱对多环芳烃代谢物实现快速分离，解决了常规液相分离中部分目标物的出峰无法*分开和无法准确定性定量的问题，结合大体积进样，大大提高了检测灵敏度。

图2 在线SPE大体积进样系统工作原理图

【进样富集】

【转移】

【分析过程】

实验条件

富集柱：Turboflow Cyclone柱（50×0.5 mm）；

分析柱：PAH UHPLC柱（2.1x100 mm，1.8 μm）；

柱温30℃；进样量2500 μL；

流动相A：水，B：甲醇:乙腈（1:1）；

梯度洗脱程序表1；质谱条件：负离子电喷雾（ESI-）。

表1 梯度洗脱程序

表2  多环芳烃羟基代谢物的保留时间、检测离子对和碰撞电压

注：带“*”为定量离子对。

检测结果

通过使用Turboflow Cyclone富集柱和1.8 μm UHPLC细径分析柱（2.1x100 mm），12种目标化合物能够在短时间内快速分离，混合标准溶液的总离子流图见图3。标准物质的实验结果显示方法线性范围广（0.002~1.0 μg/L），线性较好，且回收率高（90%~110%），各目标物在尿液中的检出限较低可达到0.001 μg/L水平，各目标物的6次进样结果RSD不超过5%，重复性较好。实验采集了24个尿液样本（9名儿童和15名成人，包括6名吸烟成人男性）进行分析，检测结果显示，吸烟者尿液中各种多环芳烃代谢物检出量显著高于非吸烟者（见表2）。

图3 各多环芳烃羟基代谢物标准溶液的总离子流图

表3  吸烟和非吸烟者尿液样品中部分多环芳烃羟基代谢物测定结果

结论

本方法采用双三元在线固相萃取前处理方法，大大简化了样品前处理过程，分析成本大为降低，样品经固相萃取柱富集浓缩后在线转移至分析柱进行分析，样品中的待测组分能全部转移至分析柱，样品用量少且无损耗，采用质谱检测器可获得较高的灵敏度，可实现大批量样品的自动、快速、检测。

感谢上海疾病预防控制中心各位老师的辛勤工作，老师们用实验数据再一次告诉我们：为健康，为家人，为自己，请拒绝吸烟！

关键词：双三元液相色谱；在线固相萃取；多环芳烃羟基代谢物；LC-MS

注：以上数据由上海疾病预防控制中心化学品毒性检定所提供

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