摘要 污水流行病學(xué)(WBE)可用于快速評(píng)估人群健康狀況, 但目前鮮有能同時(shí)檢測(cè)污水中多種藥物及生物標(biāo)志物的分析方法。本研究建立了一種固相萃取-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(SPE-UPLC-MS/MS)方法用于分析污水處理廠進(jìn)水中83 種藥物和生物標(biāo)志物。將含目標(biāo)物的200 mL 水樣等分為兩份,分別在pH 6.7和pH 2.0 的條件下采用HLB 柱富集和凈化,再分別采用6 mL 甲醇和6 mL 含2%甲酸的甲醇洗脫,氮吹、濃縮后復(fù)溶至0.5 mL, 經(jīng)0.22 μm 尼龍過(guò)濾器過(guò)濾,采用UPLC-MS/MS 法在電噴霧離子源多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式下測(cè)定,內(nèi)標(biāo)法定量分析。83 種目標(biāo)物在0.1~500 ng/mL 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(rgt;0.996),日內(nèi)和日間精密度為1.2%~16.5%;純凈水和污水處理廠進(jìn)水中目標(biāo)物的回收率分別為51.6%~166.6%和56.4%~150.1%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為0.2%~31.9%和0.3%~20.9%, 方法檢出限為0.02~7.72 ng/L。應(yīng)用本方法測(cè)定廣州市某污水處理廠實(shí)際進(jìn)水樣品中的典型藥物和生物標(biāo)志物,共檢出50 種藥物和4 種生物標(biāo)志物,藥物中對(duì)乙酰氨基酚和紅霉素濃度最高,分別為1.6~3.4 μg/L 和0.6~1.1 μg/L;生物標(biāo)志物中咖啡因濃度最高,為33.3~43.9 μg/L。本方法靈敏度高、穩(wěn)定性好,適用于污水處理廠進(jìn)水中藥物和生物標(biāo)志物的準(zhǔn)確定量分析, 可為開展污水流行病學(xué)研究提供分析方法支撐。
關(guān)鍵詞 藥物;生物標(biāo)志物;污水;超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法;固相萃取
快節(jié)奏的城市生活疊加超強(qiáng)的工作負(fù)荷,使城市人群的身體和心理健康狀況不斷下降,對(duì)藥物的使用量及依賴度不斷增加。人服用藥物后的殘留及其代謝物,以及服藥、抽煙和飲酒狀態(tài)人體應(yīng)激產(chǎn)生的指示人體健康狀態(tài)的生物標(biāo)志物,經(jīng)人體排出后通過(guò)城市管網(wǎng)最終會(huì)被市政污水處理廠(WWTPs)受納[1-3]。污水流行病學(xué)(WBE)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的用于評(píng)估區(qū)域相關(guān)疾病流行率和人群健康的新型技術(shù)手段[4-8],具有客觀性強(qiáng)、成本低、耗時(shí)短和人口覆蓋率高的優(yōu)點(diǎn)。WWTPs 進(jìn)水中的抗生素、激素、抗抑郁藥、抗精神病藥、解熱鎮(zhèn)痛藥、抗組胺藥、精神活性物質(zhì)和相關(guān)生物標(biāo)志物的調(diào)查分析是目前WBE 研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8-9]。Daughton 等[10]提出利用異前列素(壓力生物標(biāo)志物)作為評(píng)估某特定區(qū)域人群健康狀況的有效指標(biāo);Choi 等[11]通過(guò)分析WWTPs 進(jìn)水中藥物和生物標(biāo)志物,構(gòu)建了藥物消費(fèi)與人群生活習(xí)慣及社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之間的關(guān)系,證實(shí)了WBE 在研究人群健康方面的潛在價(jià)值。
水環(huán)境中的藥物和生物標(biāo)志物的檢測(cè)通常采用固相萃?。⊿PE)結(jié)合超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法(UPLC-MS/MS)[12-14]。然而,目前關(guān)于SPE-UPLC-MS/MS 方法測(cè)定水環(huán)境中藥物的研究大多針對(duì)WWTPs出水、地表水和地下水等環(huán)境介質(zhì),涉及藥物種類較少[2,15-16],且對(duì)于基質(zhì)更復(fù)雜、更能反映WBE 的WWTPs 進(jìn)水中這些目標(biāo)物的研究較少,尚缺乏能準(zhǔn)確測(cè)定多種藥物及其代謝產(chǎn)物和生物標(biāo)志物的分析方法[14]。
本研究基于各類藥物銷售量及其在水環(huán)境中的檢出率,選擇用于治療不同類別疾病的12 類共75 種藥物及其代謝物(包括抗生素、抗抑郁藥及其代謝物、抗精神病藥、催眠鎮(zhèn)靜藥及其代謝物、降血壓藥、降血脂藥、解熱鎮(zhèn)痛藥、抗組胺藥、雌激素、孕激素、壯陽(yáng)藥和精神活性物質(zhì)),以及指示人體DNA 氧化損傷、反映人群生活和飲食習(xí)慣的8 種生物標(biāo)志物作為目標(biāo)化合物,基于SPE-UPLC-MS/MS聯(lián)用技術(shù),建立了WWTPs 進(jìn)水中多種藥物及其代謝產(chǎn)物和生物標(biāo)志物的分析方法,并將其成功應(yīng)用于實(shí)際污水樣品中藥物和生物標(biāo)志物的測(cè)定和篩查。