LC-MS/MS检测全氟辛酸和全氟辛烷磺酸的方法学研究文献综述
2020-06-30 21:51:14
一、选题依据、背景
1947年,美国明尼苏达矿业制造有限公司(简称3M公司)成功研制出全氟化合物,由于其具有优良的热稳定性、化学稳定性、高表面活性、疏水和疏油性能, 开始被广泛应用于润滑剂、灭火剂、表面活性剂、清洗剂、化妆品、纺织品、室内装潢、皮革制品等生产领域。其中全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)[1]是目前最受关注的两种典型的全氟化合物(PFCs)。
全氟化合物引起了越来越多的关注,因为它们具有全球分布性,环境持久性,生物累积性以及对野生动物和人类有潜在危害。研究表明,全氟辛酸和全氟辛烷磺酸是由完全氟化的碳链和磺酸基团或羧基组成的合成有机化学物质在结构上,二者结合了官能团的亲水性和氟化结构的疏水性。全氟辛酸和全氟辛烷磺酸的性质包括耐热,适应酸性和碱性条件,例如油,污渍,油脂和水,使其适用于工业和商业应用。 这两种化合物属于一类专业(金属电镀,涂料配方,消防泡沫和食品接触物质)以及防油和防潮纸张涂料。
全氟辛烷磺酸和全氟辛酸铵对包括人类在内的生物体有各种毒性,全氟辛烷磺酸和全氟辛酸铵的毒理学已得到广泛审查; 肝毒性,发育毒性,免疫毒性,激素效应以及动物研究中的致癌效应是首要关注的原因,全世界许多地区和国家的人体血液中检测到全氟辛酸和全氟辛烷磺酸浓度。因此,对全氟化合物的生产和使用的限制已经受到了全球的关注,被认为是二十一世纪需要重点研究和防治的新型持久性有机污染物之一[2]。
Siemens等[3]通过研究不同实验室发布的浓度 和分配系数,研究了 PFOA和PFOS在地表水、土壤 和废水中的吸附和分配情况。结果表明,除去分散 动力学因素,被污染土壤中的多数PFOA和PFOS将 被迁移到地下水和地表水体。研究显示,我国常熟、 太湖和阜新等地的氟化学工业园区周围的水环境、 生物样品和居民血液中都发现了全氟化合物[4-6]。 饮用水处理厂数据表明,存在于原水中的PFASs,基 本上不会被大多数的饮用水处理工艺去除,包括混 凝、絮凝、沉淀、过滤、生物过滤、氧化(氯化、臭氧、高 级氧化)、紫外线照射及低压膜[7]。众多研究表明, 人体即使持续暴露于相对低浓度PFOA的饮用水, 也会增加对健康影响的风险[8]。还可以通过食品包 装材料转移到食品上,威胁消费者的身体健康[9]。 因此,加强PFOA和PFOS的分析、测定、监督和控制 是一项十分紧迫的任务。
基于以上背景因素,我们选择对药品包装材料进行检测。注射用艾司奥美拉唑钠为已在国内上市销售的化学药品,研制单位选择的包装材料胶塞为药用镀聚四氟乙烯膜氯化丁基橡胶/聚异戊二烯橡胶塞。根据国家食品药品监督管理总局的要求需要对艾司奥美拉唑钠注射液用镀膜胶塞包材相容性研究,本实验旨在对胶塞包材材质中的主要迁移物全氟辛酸、全氟辛烷磺酸进行方法学研究。
二、国内外研究现状
近年来,中国、欧盟以及世界各国都对相关产品中的全氟辛酸和全氟辛烷磺酸提出限制要求,相关的检测方法标准也于近几年陆续发布实施。
经过多篇文章研读,从检测对象上看,涉及到了几乎所有含有氟化工产品和消费品,包括小型家用电器、食品、工业用水、废水、饮用水、纺织品、皮革及制品、涂料、食品包装、化妆品,灭火器、杀虫剂和一般轻工产品等,都是于人类生活息息相关的日常用品[10]。
目前,在全氟化合物的检测方面,只要为高效液相色谱,液相色谱质谱联用法,气相色谱质谱联用法等色谱及色质联用法[11]。其中,高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)[12]是液相色谱和二级质谱联用的方法,相较于其他方法,HPLC-MS/MS信噪比稳定,分析模式多,选择性和灵敏度高,复杂基质的前处理工作简单,无需衍生化,在低含量残留成分分析中具有显著的优势,得到了国内外许多研究者的青睐。利用该法对全氟化合物进行定性定量的分析已经成为研究的热点之一。 如余文佳[13]等将高效液相色谱-串联质谱法用于快速测定电子产品中的PFOA和PFOS,检出限分别为0.5微克/升和1微克/升,在一分钟内即完成了检测。除此以外,研究者们还探索出利用中子活化技术,X射线荧光低敏感技术等来测定水环境中全氟化合物的存在,目前尚处于开发状态,还难以达到准确的定性定量分析有机氟物质。核磁共振作为新型的的分析方法,优点在于可同时测生物样品中氟离子表面活性剂浓度和水样中全氟化合物,但是测定步骤没有标准化。