萬珍珍，李 亮，王 佳，劉 潔，于 斐，吳擁軍，李文杰，屈凌波

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室 鄭州450001 2)鄭州大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院 鄭州450001

煤焦瀝青是經(jīng)過蒸餾把煤焦油中的輕質(zhì)組分提取后剩余的殘?jiān)?，含有多種多環(huán)芳烴[1-2]。多環(huán)芳烴指的是分子中含有兩個(gè)或者兩個(gè)以上苯環(huán)的碳?xì)浠衔颷3]，產(chǎn)生于有機(jī)物不完全燃燒或熱解過程。美國環(huán)保署和歐盟已將其確定為優(yōu)先控制毒物[4-7]，因此多環(huán)芳烴的毒性作用及檢測方法研究顯得尤為重要。多環(huán)芳烴的分析方法主要有熒光光譜法、紫外分光光度法、高效液相色譜法、氣相色譜法和酶聯(lián)免疫吸附法等[8-11]，其中氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS法)可以同時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確定性和定量，非常適合復(fù)雜組分中多環(huán)芳烴的分析。本實(shí)驗(yàn)利用GC-MS技術(shù)建立了一種檢測煤焦瀝青煙中多環(huán)芳烴含量的方法，為優(yōu)化煤焦瀝青的應(yīng)用和研究其致病機(jī)制提供一定的方法學(xué)支持。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑7890B-5977A GC-MS儀(美國Agilent公司)；BT125D電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司]；10～100、100～1 000 μL移液器(德國Eppendorf公司)。二氯甲烷(色譜純，天津市福晨化學(xué)試劑廠)；12種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品見表1，均購自美國Sigma公司，4 ℃密封避光保存。

表1 12種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品的性質(zhì)

1.2實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1 色譜條件 色譜柱為DB-5MS石英毛細(xì)管柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度為290 ℃；載氣為高純氦氣；流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量為1 μL；程序升溫為初溫120 ℃保持1 min，以10 ℃/min升至200 ℃保持2 min，以5 ℃/min升至300 ℃保持8 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件 離子源為EI；離子源溫度為230 ℃；傳輸線溫度為280 ℃；四極桿溫度為150 ℃；電子轟擊能量為70 eV；溶劑延遲為9 min。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 溶液的配制 用天平分別稱取菲、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[a]菲、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、苯并[g，h，i]苝標(biāo)準(zhǔn)品各1.00 mg，茚苯[1，2，3-c，d]芘、二苯并[a，h]蒽標(biāo)準(zhǔn)品各1.10 mg，二苯并[a，l]芘標(biāo)準(zhǔn)品1.30 mg，置于12個(gè)樣品瓶，用1 mL二氯甲烷溶解，制成12種標(biāo)準(zhǔn)儲備液，4 ℃避光保存?zhèn)溆?。分別移取每種標(biāo)準(zhǔn)儲備液10 μL于樣品瓶中，加入990 μL二氯甲烷并混勻，配制成100、110 或130 μg/L的單樣品標(biāo)準(zhǔn)溶液，于4 ℃避光條件下保存?zhèn)溆?。分別移取12種單樣品標(biāo)準(zhǔn)溶液50 μL于樣品瓶中，再加入二氯甲烷400 μL，配制成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液①(簡稱混標(biāo)①)，再依次逐級稀釋，配制成濃度梯度溶液，見表2。

表2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度 μg/L

樣品溶液的配制：將煤焦瀝青加熱400 ℃，并將采樣后的濾膜剪碎, 置于具塞三角瓶中,加入約50 mL乙酸乙酯,超聲振動(dòng)40 min,砂芯漏斗過濾, 經(jīng)過提取后制成粗提液, 置于45 ℃烘干箱中揮發(fā)至干后用DMSO溶解得到10 g/L煤焦瀝青煙提取物。將制備好的10 g/L煤焦瀝青煙提取物作為原樣，通過將原樣稀釋不同倍數(shù)(25、50、100、125、200、250、500、1 000、2 000、2 500、4 000、5 000)分別配制12個(gè)樣品溶液。

1.3.2 色譜、質(zhì)譜條件的優(yōu)化 將12種標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋100倍后依次進(jìn)樣，采用全掃描模式(SCAN法)來優(yōu)化色譜、質(zhì)譜條件，得到峰形尖銳、分離度好的全掃描模式色譜圖和12種多環(huán)芳烴的質(zhì)譜圖后確定12種多環(huán)芳烴的定性及定量離子質(zhì)荷比。

1.4方法學(xué)檢驗(yàn)

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。在優(yōu)化色譜、質(zhì)譜條件下測定8種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，將混標(biāo)溶液的測定結(jié)果導(dǎo)入MassHunter定量分析軟件，以各個(gè)組分的峰面積為Y、質(zhì)量濃度為X進(jìn)行線性回歸并做圖，得到12種多環(huán)芳烴的線性方程和決定系數(shù)R2。

1.4.2 檢出限的測定 采用信噪比法確定12種多環(huán)芳烴的檢出限。

1.4.3 精密度的測定 在優(yōu)化條件下，采用同一條件對混標(biāo)④進(jìn)行6次平行測定，記錄12種多環(huán)芳烴的峰面積，計(jì)算RSD。

1.4.4 加標(biāo)回收率的計(jì)算 采用1.2條件，在樣品溶液中分別加入低、中、高3個(gè)加標(biāo)水平的多環(huán)芳烴進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。菲、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[a]菲、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[g，h，i]苝分別加入50、100、150 μg/L；茚苯[1，2，3-c，d]芘、二苯并[a，h]蒽分別加入55、110、165 μg/L；二苯并[a，l]芘加入65、130、195 μg/L。每個(gè)水平平行測定3次取其平均值，計(jì)算加標(biāo)回收率。

1.5樣品分析采用SIM模式在優(yōu)化條件下對樣品溶液進(jìn)行測定。依據(jù)定性、定量離子比例和保留時(shí)間進(jìn)行定性分析，利用峰面積進(jìn)行定量分析，每個(gè)樣品測定3次取平均值。將樣品溶液的檢測數(shù)據(jù)和混標(biāo)溶液的數(shù)據(jù)導(dǎo)入MassHunter定量分析軟件，計(jì)算樣品溶液中12種多環(huán)芳烴的濃度。

2 結(jié)果

2.1色譜、質(zhì)譜條件的優(yōu)化在優(yōu)化條件下，多環(huán)芳烴混標(biāo)溶液中12種組分均得到了良好的分離，峰形尖銳，分析時(shí)間適中。確定的定性、定量離子質(zhì)荷比及保留時(shí)間見表3。

表3 12種多環(huán)芳烴的定量及定性離子

2.2方法學(xué)評價(jià)

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 在優(yōu)化條件下測定結(jié)果顯示，在一定濃度范圍內(nèi)12種多環(huán)芳烴的回歸方程線性良好，見表4。

2.2.2 方法的檢出限 結(jié)果見表5。

2.2.3 精密度 結(jié)果見表5。從表5可以看出，方法的精密度較好，RSD均低于0.05%。

2.2.4 加標(biāo)回收率 結(jié)果見表6。

2.3樣品分析通過本實(shí)驗(yàn)方法測得煤焦瀝青煙提取物中菲、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[a]菲、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚苯[1，2，3-c，d]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[g，h，i]苝、二苯并[a，l]芘的含量分別為18.26、44.42、43.59、47.39、55.28、44.69、21.34、29.44、11.98、6.55、10.36、1.55 g/kg，占煤焦瀝青煙提取物總量的33.48%。

表4 12種多環(huán)芳烴的標(biāo)準(zhǔn)曲線

表5 12種多環(huán)芳烴的檢出限、均值和RSD

表6 12種多環(huán)芳烴的加標(biāo)回收率(n=3) %

續(xù)表6

3 討論

本實(shí)驗(yàn)采用GC-MS技術(shù)建立了快速、高效測定煤焦瀝青煙提取物中12種多環(huán)芳烴含量的方法。12種待測多環(huán)芳烴的沸點(diǎn)較高，沸程較寬，所以采用程序升溫的辦法。加快程序升溫速度可使各組分的保留時(shí)間前移，既節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，又提高了工作效率。將進(jìn)樣口溫度升至290 ℃可以有效降低進(jìn)樣口的污染，還可提高部分高沸點(diǎn)組分的響應(yīng)值。待測組分理化性質(zhì)不同，氣化速度不同，在具體的分流比條件下各組分的實(shí)際分流比有差異，這就導(dǎo)致進(jìn)入色譜柱的組分與樣品組分的比例不一致，使得檢測結(jié)果的定量分析不準(zhǔn)確，而不分流進(jìn)樣則具有更高的靈敏度[8]。

在優(yōu)化條件下測得12種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)曲線的決定系數(shù)≥0.995 1；線性范圍為25～650 μg/L，檢出限最低可達(dá)0.5 μg/L；在精密度實(shí)驗(yàn)中測得RSD均低于0.05%。說明該方法準(zhǔn)確度高，靈敏度較好，回收率高，適用于實(shí)際樣品中多環(huán)芳烴的測定。

基于本實(shí)驗(yàn)建立的方法測得煤焦瀝青煙提取物樣品中12種多環(huán)芳烴占煤焦瀝青煙提取物總量的33.48%。由此可見，煤焦瀝青煙提取物中多環(huán)芳烴的含量較高，這也是焦?fàn)t工人癌癥、多種慢性疾病及心血管疾病的發(fā)病率高于正常人群的主要原因[7]。因此，工廠在使用煤焦瀝青過程中應(yīng)優(yōu)化加工工藝，同時(shí)采取有效防護(hù)措施降低其對工人的危害。