关键词：指示性多氯联苯 二噁英类多氯联苯 高分辨双聚焦磁质谱 沉积物 鱼肉
引言
本文使用高分辨双聚焦磁式质谱仪DFS（德国，不莱梅），
方法要点：
1. 使用两种不同极性色谱柱分离18种多氯联苯，目的是避免在分析不同样品时带来的基质干扰。
2. 标准品使用液需要使用不同厂商的产品进行手工配制，暂时没有含同位素的混合标准品出售。
3. 净化步骤，使用多层硅胶柱+碱性氧化铝柱+活性炭柱，避免二噁英给多氯联苯定量带来的干扰。
4. 使用沉积物和食品标准参考物质进行方法验证。
5. 使用与二噁英分析相同的色谱柱进行分析，二噁英和多氯联苯可以同时在序列中分析，无需更换色谱柱和仪器配置。
多氯联苯简介
多氯联苯（PCBs）又称氯化联苯，是一类人工合成有机物，是联苯苯环上的氢原子为氯所取代而形成的一类氯化物。 多氯联苯在工业上的广泛使用，已造成全球性环境污染问题。多氯联苯结构如图所示，根据氯原子在苯环上的取代位置以及含氯原子数目的不同，理论上可以存在 209 种PCBs同系物。在这 209 种 PCBs 同系物中，指示性 PCBs 和共平面 PCBs 这两类 PCBs 一直被重点关注。指示性 PCBs指联合国 GEMS/FOOD 中规定作为 PCBs 污染状况进行替代监测的指示性单体，包括 PCB-28、PCB-52、PCB-101、PCB-118、PCB-138、PCB-153、PCB-180 共 7 种。共平面PCBs 指毒性与二噁英接近的 PCBs 同系物，具有与二噁英相似的结构和毒性效应，因此被称为二噁英类多氯联苯（dioxin-like PCBs），包括 PCB-77、PCB-81、PCB-123、PCB-118、PCB-114、PCB-105、PCB-126、PCB-167、PCB-156、PCB-157、PCB-169、PCB-189 共 12 种。其中PCB-118与指示性PCB-118重复，所以指示性PCBs加上二噁英类多氯联苯共18种。世界卫生组织根据多氯联苯的毒性，将每个同类物的毒性与毒性最强的 2,3,7,8-TCDD 进行比较得出同类物单体的生物毒性因子。正是由于其具有长期毒性，因此在 2001 年 5 月 22 日至 23 日，由联合国环境署（UNEP）组织，在瑞典通过国际斯德哥尔摩公约，将多氯联苯列为首批 12 类持久性有机污染物之一，在全球范围内进行销毁、处置。
1 实验部分
1.1 仪器/耗材
高分辨气相色谱-高分辨质谱联用仪：Thermo Scientific DFS 包括：
-TriPlus RSH 自动进样器；
-TRACE 1310 气相色谱仪；
-DFS 双聚焦磁式质谱仪
色谱柱： T R - D I O X I N - 5 M S 6 0 * 0 . 2 5 m m * 0 . 2 5 u m
(PN26AF154P)，固定相为5%苯基-95%甲基聚硅氧烷，
RH12-ms 60m*0.25mmID
1.2 试剂与标准品
硅胶：Silica gel 60（0.063-0.100mm）
硅藻土：Thermo Scientific，P/N 062819
活性炭： 80-100mesh，Carbopack™ C
分散剂：Celite 545，
丙酮：农残级；正己烷：农残级；壬烷：农残级；二氯甲
烷：农残级；甲苯：农残级无水硫酸钠：优级纯；浓硫酸：优级纯；氢氧化钠：优级纯。
全氟代煤油（PFK）：纯度98%，低沸点
沉积物参考物质：Wellington，WMS-01;
鱼组织参考物质：InterCinD IC8 ed2020 FISH
标准品：PCB-Mix18/18种多氯联苯混标（含pcb28、pcb52、pcb77、pcb81、pcb101、pcb105、pcb114、pcb118、pcb123、pcb126、pcb138、pcb153、pcb156、pcb157、pcb167、pcb169、pcb180、pcb189），100µg/mL Bepure; P48-M-ES（含13C标记pcb28、pcb52、pcb101、pcb138、pcb153、pcb180），1.2ml，Wellington，1000ng/ml；WP-LCS（含13C标记pcb77、pcb81 Pcb105、pcb114、pcb118、pcb123、pcb126、pcb156、pcb157、pcb167、pcb169、pcb189），1.2ml，Wellington，1000ng/ml;P48-W-RS（含13C标记pcb70、pcb111、pcb170），1.2ml，Wellington，100ng/ml.
工作曲线配置：使用液配置工作曲线溶液，P48-MES、WP-LCS净化内标浓度50ng/ml，上机标P48-W-RS浓度
50ng/ml，7个点CS1-CS7，浓度如下：
表1.2.1校准曲线浓
工作曲线：CS1-CS7上机测试，通过Thermo Scientific TargetQuanTM数据处理软件处理，得到7点的RRF曲线。
1.3 样品前处理
提取：土壤/沉积物避光风干，称取10g的60目风干土，取适量硅藻土混合均匀，加入WP-LCS\P48-M-ES稀释10倍使用液10ul，以甲苯溶液为提取剂，ASE350提取，提取温度150℃，静态提取5min，循环3次。鱼组织样品：新鲜鱼组织样品经研磨匀浆之后冷冻干燥24h，取适量硅藻土混合均匀，加入WP-LCS\P48-M-ES稀释10倍使用液10ul，以正己烷：二氯甲烷=1：1（v：v）甲烷为溶剂使用快速溶剂萃取仪提取，提取温度150℃，静态提取5min，循环3次。
净化：样品溶液经酸性硅胶脱脂后过无水硫酸钠柱，分3次加入10ml正己烷溶液洗涤平底烧瓶，洗涤液转入无水硫酸钠柱，洗脱液经旋转蒸发仪浓缩至2-3mL，样品经复合硅胶柱净化，收集正己烷洗脱液，浓缩至2-3ml，再经碱性氧化铝净化，收集二氯甲烷：正己烷（1:1，v:v）40 ml洗脱液，浓缩至2-3mL，再经活性炭柱净化，收集正己烷洗脱液，采用旋转蒸发仪浓缩洗脱液至2-3mL，浓缩洗脱液转移至进样小瓶中，采用氮吹仪，氮吹浓缩至近干。氮吹加标：2ml浓缩液氮吹转移至全回收进样小瓶，加入10ul的P48-W-RS，壬烷定容至20ul。
1.4 仪器条件
气相色谱条件： 130℃保持1min，以15℃/min升至210℃保持1min,以3℃/min升至310℃保持1min。
进样方式：不分流进样；进样口温度：270℃；进样量：1.0µL；
载气：高纯氦气，流量：1.2ml/min；传输线温度：290℃。
质谱条件：离子源温度：270℃；电子能量45eV；数据采集方式：采用多离子监测模式扫描（MID）；动态分辨率°10000 。
表1.4.1 各种目标物及21种同位素内标定性定量离子、离子丰度比
定量计算
采用多离子监测模式扫描（MID），同位素稀释法进行定量，section划分、依赖关系、保留时间如表1.4.2所示：
表1.4.2 section划分、依赖关系、保留时间
2 结果与讨论
2.1 结果
2.1.1标准品TIC图
TR-DIOXIN-5MS 18种pcb浓度2.5ng/ml
RH-12ms 18种pcb浓度10ng/ml
2.1.2 样品分析结果及结论
2.1.2.1沉积物样品分析结果
注：1 Certified Reference Value:该值由ISO/IEC 17025认证实验室获得。
2 Reference Value：该值是从实验室间比对报送数据的一部分获得，表示为平均值±2倍的标准偏差。
3 Provisional ReferenceValue：该数据仅做参考，该目标物的浓度会根据后续更多有效数据的获得而更新。
2.1.2.2鱼组织样品分析结果
Q25四分之一分位值，Q75四分之三分位值
2.1.3 两支色谱柱对18种pcb分离效果
18种PCBs标准品在两支色谱柱上的都能实现良好的分离，但在实际样品的测定中，样品基质不同，目标物与干扰物的分离情况有差异。结合分离情况及定量结果，分析沉积物和鱼组织中的18种PCB时，TR-DIOXIN-5MS与RH-12ms相结合使用，能实现更准确定量。
图2.3.1 pcb 81分离效果图；图2.3.2pcb 126分离效果图
PCB81在沉积物样品与鱼组织样品中都存在物质干扰并影响定量结果，PCB126在鱼组织中存在干扰物质并影响定量结果。
图2.3.2 pcb 114分离效果图；图2.3.2 pcb 157分离效果图
沉积物和鱼组织样品中PCB114，PCB167存在干扰物质，在RH-12ms可以完全分离，在TR-DIOXIN-5MS上仅能实现部分分
离，但不影响最终定量结果，而PCB157在TR-DIOXIN-5MS柱上与干扰物质分离情况相比于RH-12ms柱上更好，但对最终定
量结果无影响。
图2.3.2 pcb 167分离效果图
2.2 结果讨论
2.2.1 校准曲线
两支色谱柱的7点校准曲线18种PCBs的相对响应因子的RSD均＜20%，其中13C标记的五氯联苯的RSD较大在10%-15%之间，其他13C标记多氯联苯及目标物的RSD均＜10%。
2.2.2 出峰顺序及分离情况
TR-DIOXIN-5MS和RH-12ms色谱柱对混合标准品中的18种PCBs都能实现良好的分离，出峰顺序上部分五氯代及六氯代多氯联苯在两支色谱柱上有差异，其他无差异，其中TR-DIOXIN-5MS柱上PCB114先于PCB153出峰，PCB157先于PCB180出峰，而RH-12ms柱上PCB153先于PCB114出峰，PCB180先于PCB157出峰。
2.2.3 有证参考物质结果分析
2.2.3.1沉积物样品结果分析
沉积物样品在两支色谱柱上分析结果对比，除PCB81外其他17种PCB在TR-DIOXIN-5MS上的测定值均在Certified Reference Value范围，而PCB81值仅在Provisional ReferenceValue 范围，该沉积物样品在RH-12ms柱上18种PCBs的测定值更接近Certified Reference Value范围，通过谱图分析，PCB81测定在TR-DIOXIN-5MS柱上存在共流出影响定量结果，在RH-12ms柱PCB81与干扰物质能完全分离，实现准确定量。
2.2.3.2鱼组织样品结果分析
鱼组织样品中PCB81及PCB126在TR-DIOXIN-5MS柱上定量结果超出了Q25-Q75范围，其他16种pcb定量结果均在范围内，在RH-12ms柱上，18种PCBs均在Q25-Q75范围，通过谱图分析，鱼肉基质中存在PCB81及PCB126测定的干扰物质，而RH-12ms色谱柱能实现干扰物质与目标物分析，准确定量。
本文的前处理方法和仪器方法中的部分，参考《固定污染源废气 共平面多氯联苯的测定 同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法 （征求意见稿）》编制说明及Method 1668C Chlorinated Biphenyl Congeners in Water, Soil, Sediment, Biosolids, and Tissue by HRGC/HRMS
Thermo Fisher Scientific
United States
