（应用化学专业论文）食品中内分泌干扰物壬基酚、辛基酚和双酚A的检测.pdf

中文摘要 烷基酚环氧乙烯醚( a p e o s ) 是一种重要的非离子表面活性剂，广泛的运用于 工业生产中，然而它的代谢产物，尤其是壬基酚( n p ) 和辛基酚( o p ) 近年来被证 实具有明显的雌激素效应。另外一种内分泌干扰物双酚a ( b p a ) 也是一种重 要的工业原料，广泛的用于与人们生活密切相关的日常用品中。此类物质大量的 使用，对人类的健康是潜在的威胁。 本文主要运用固相萃取、加速溶剂萃取和基质分散萃取等前处理方法，结 合高效液相色谱( h p l c ) 和液相色谱一质谱质谱( l c m s m s ) 等分析手段，建立 了有效的检测食品中( 饮料和动物源食品) n p 、o p 和b p a 含量的方法。实验以 4 _ n _ n p 为内标，采用w a t e r sx t e r r am s 。c 1 8 液相色谱柱分离，甲醇一水作为流动 相梯度沈脱，流速o 2 m l m i n 。h p l c 采用二极管阵列紫外检测器串联荧光检测 器定性定量分析；l c m s m s 系统运用三重四极杆质量分析器定性定量分析。3 种物质在实验范围内都有良好的线性关系，日内标准偏差3 0 5 7 ，同问标准 偏差3 8 5 1 ，符合方法学的要求。 饮料中的待分析物质运用o a s i sh l b 固相萃取柱浓缩、富集和净化，不同加 标浓度的回收率为9 1 0 8 - 1 0 3 1 9 ，h p l c 分析系统的检出限为，矿泉水： 7 0 2 8 0 n g m l ( 二极管阵列紫外检测器) ，1 0 - 2 4 n g m l ( 荧光检测器) ；碳酸饮料： 0 1 4 0 5 6 9 9 几( 二极管阵列紫外检测器) ，o 0 2 0 0 5 t a g m l ( 荧光检测器) ； l c m s m s 分析系统的检出限为，矿泉水：0 0 1 0 0 5 n g l ；碳酸饮料：0 6 2 4 n g l 。 对于肉类基质采用了加速溶剂萃取与氨基柱固相萃取结合的前处理方法，回收率 为8 8 5 9 1 叭3 3 ，检出限为0 9 1 4 n g k g ；鸡蛋和牛奶样品采用基质分散固相 萃取结合固相萃取净化的方法，回收率分别为7 9 1 5 , - 9 8 0 5 和 8 2 _ 3 1 - 1 0 2 4 5 ，检出限7 6 - 1 7 1 n g k g 和1 9 - 2 4 n g k g 。方法简单、便捷，有很 好的灵敏度，适于食品中壬基酚、辛基酚和双酚a 等的检测。 最后运用所建立的分析方法，对北京市售的6 0 件食品进行了检测。 关键词：内分泌干扰物高效液相色谱液相色谱质谱质谱固相萃取加速溶剂 萃取基质分散固相萃取食品 a b s t r a c t a l k y l p h e n o le t h o x y l a t e s ( a p e o s ) a r es o m ek i n d so fn o n i o ns u r f a c t a n t s ，w h i c h a r ew i d e l yu s e di nt h ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o n b u tt h e i rm e t a b o l i t e s ，e s p e c i a l l y n o n y l p h e n o l ( n p ) a n do c t y l p h e n o l ( o p ) h a v eb e e ni d e n t i f i e d a s x e n o e s t r o g e n i e t h e s ey e a r s a n o t h e re n d o c r i n ed i s r u p t i n gc h e m i c a l s - - b i s p h e n o la ( b p a ) i sa l s o a ni m p o r t a n ti n d u s t r i a lm a t e r i a lu s u a l l yu s e di nc o m m o d i t yw h i c hi sv e r ys i m i l a rt o o u rl i v e s w i t hl a r g eu s a g eo f t h e s et h i n g s ，i tw i l lb eap o t e n t i a lt h r e a t e nt oo u rh e a l t h i nt h i ss m d nt h ec o m p r e h e n s i v ea n a l y t i c a lm e t h o d sb a s e do nh i g hp e r f o r m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h ya n dl i q u i dc h r o m a t o g r a p h y e l e c t r o s p m yi o n i z a t i o nt a n d e m m a s ss p e c t r o m e t r yw i t hs o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ，a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o na n d m a t r i xs o l i d p h a s ed i s p e r s i o n e x t r a c t i o nb e f o r eh a v e b e e ne s t a b l i s h e df o r d e t e r m i n a t i o no fn p , o pa n db p ai nf o o ds a m p l e s ( b e v e r a g ea n da n i m a lp r o d u c e f o o d ) 4 一n - n ph a sb e e nu s e da si n t e m a ls t a n d a r d t h el cs e p a r a t i o nw a sp e r f o r m e d o naw a t e r sx t e r r am s 。c i8c o l u m nw i t ha g r a d i e n t e l u t i o n s y s t e m o f m e t h a n o l w a t e ra st h em o b i l ep h a s ea tt h ef l o wr a t eo fo 2 m l m i n t h ed a dt a n d e m f l u o r e s c ed e t e c t o rw e r eu s e df o rt h eq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s eo fh p l c s y s t e m ，a n dt r i p l e q u a d r u p o l em a s ss p e c t r o m e t r ya n a l y z e rw a sp e r f o r m e df o rt h e q u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s eo fl c m s m ss y s t e m s a t i s f a c t o r yl i n e a r i t yo f e a c hc o m p o u n dw a so b t a i n e di nt h em e t h o d s i n t r a d a y ( 3 0 - 一5 7 ) a n di n t e r d a y v a r i a t i o n s ( 3 8 5 1 ) o f t h em e t h o dw e r ea l l 谢t ha c c e p t a b l er a n g e s ac o n c e n t r a t i o n e n r i c h m e n ta n dc l e a n u pw i t ho a s i sh l bc a r t r i d g ew a s d e v e l o p e df o rb e v e r a g es a m p l ep r e p a r a t i o n r e c o v e r i e sw e r er a n g e df r o m9 1 0 8 t o 1 0 3 1 9 f o ra l lc o m p o u n d sa tt h r e ed i f f e r e n ts p i k e dl e v e l s t h el i m i to fd e t e c t i o n s ( l o d ) o ft h eh p l cs y s t e mw e r er a n g e df r o m7 0t o2 8 0n g lo fd a dd e t e c t o ra n d 1 0 t o2 4 n g lo f f l u o r e s c ed e t e c t o r f o r m a t e r i a ld r i n k i n g w a t e r ；a n d f r o mo 1 4 t oo 5 6 lo fd a d d e t e c t o ra n do 0 2t o0 0 5 扯叽o ff l u o r e s c ed e t e c t o rf o rc o c k l o do f t h el cm s m ss y s t e mw e r er a n g e df r o mo 0 1t oo 0 5n g lf o rm a t e r i a ld r i n k i n g w a t e r ；a n df r o m0 4t o2 4n g lf o rc o c k a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o nc o m b i n ew i m n h 2c a r t r i d g ew e r ed e v e l o p e df o rm e a ts a m p l ep r e p a r a t i o n r e c o v e r i e sw e r er a n g e d f r o m8 8 5 9 t o1 0 1 3 3 f o ra l lc o m p o u n d sa tt h r e ed i f f e r e n ts p i k e dl e v e l sa n dt h e l o dw e r er a n g e df r o m0 9t o1 4n g & g p r e p a r a t i o no fe g ga n dm i l ks a m p l e sw e r e b a s e do nm a r xs o l i dp h a s ed i s p e r s i o ne x t r a c t i o na n ds o l i dp h a s ee x t r a c t i o nw i t ht h e r e c o v e r i e sr a n g e df r o m7 9 15t o9 8 0 5 a n d8 2 31t o10 2 4 5f o ra l lc o m p o u n d sa t t h r e ed i f f e r e n ts p i k e dl e v e l sr e s p e c t i v e l y l o do fe g ga n dm i l ks a m p l e sw e r e 7 6 1 7 1n g k ga n d1 9 - 2 4n g k g t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tt h e s em e t h o d sa r e s i m p l e ，a c c u r a t ea n ds e n s i t i v ef o ri d e n t i f i c a t i o na n dq u a n t i f i c a t i o no f n p , o p a n db p a i nf o o ds a m p l e s u s i n gt h ei m p r o v e dm e t h o d se s t a b l i s h e di nt h i sw o r k , 6 0f o o ds a m p l e sf r o m m a r k e t si nb e i j i n gw e r ed e t e r m i n e da tl a s t k e yw o r d s ：e d c s ，h p l c ，l c m s m s ，s p e ，a s e ，m s p d e ，f o o d 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 旆淑 签字日期：加r 年f 月f 闩 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘注盘茔有关保留、使用学位论文的规定。 特授权叁洼盘生可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名 船凇 导师签名： 马亚鲁 签字同期：妒f 年f 月f 日签字r 期：二”缉1 月2 同 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 问题的提出及研究的意义 工业生产的飞速发展的同时，也给人类生活带来了不少的负面效应。化学污 染物通过食物、水、大气和土壤等环境介质与包括人类在内的环境生物体系全方 位地接触。关于这些化学污染物是否通过与生物体内分泌系统交互作用，对人类 和野生生物产生不良健康效应的争论，得到国际上生态学家、内分泌学家、毒理 学家、流行病学家的极大关注，已经被视为本世纪初急需治理的“第三代污染”， 其对生态环境和人类的健康与生存可能带来的潜在危害及其防治，成为新世纪的 重大研究课题。 早在19 3 6 年，d o d d s 等就发现了羟基联苯化合物具有雌激素活性。4 0 年代 4 , 4 。二羟基二苯烷烃的雌激素活性得到进一步证实。1 9 6 2 年，c a r s o n 在寂静 的春天一书中指出了d d t 、六六六等难降解的有机氯类农药所带来的生态灾 难1 1j 。2 0 世纪8 0 年代，人们发现了多种野生动物生殖发育异常( 如日本东西郊多 摩川鱼贝同时具有精巢和卵巢，英国南部泥鳅同具有雌雄两套生殖系统，美国 佛罗里达州出现鄂鱼雌性化、生殖紊乱、种群数量减少等) 。1 9 9 5 年，美国明尼 苏达州中学生发现多种畸形青蛙( 3 、5 、6 条腿及独腿) 并将照片公布于网上，继 后在该州三分之二的地区都发现类似的情况。这些问题引起了全世界公众的关 注。 经调查分析认为环境化学性污染物是引起上述生殖发育异常的重要原因，并 将这类化学性污染物归属为环境内分泌干扰物( e d c s e d s ，e n d o c r i n ed i s r u p t i n g c h e m i c a l s e n d o c r i n ed i s r u p t o r s ) 。绝大部分e d c s 对生殖发育的损伤都是通过干扰 机体内分泌即激素功能，破坏机体内稳态而实现的。因为人类与动物内分泌受体 系统相类似，在野生动物观察到有害效应必然会引发对人类健康危害的关注。接 着迅速展开的人类流行病学调查表明，人类的生殖障碍、发育异常以及某些癌症 与e d c s 密切相关。e d c s 很快引起了国际学术界的高度重视，也引起了w h o 、 发达国家政府、非政府机构的极大关注，并积极采取行动进行e d c s 研究。 另一方面，纵观全球，e d c s 研究项目几乎全部集中在发达国家或地区。到 1 9 9 8 年，全球获得的e d c s 研究资助项目有1 0 0 0 多个，涉及环境动物生态学效 应、环境暴露测试、人类有害效应的各个方面。按研究项目数依次排列为美国、 加拿大、r 本、英国和欧共体国家，共占9 5 以上。 1 9 9 7 年，我国派代表参加了在华盛顿召丌的e d c s 国际会议。此次会议强调 在中国建立和验证e d c s 的甄别方法是当务之急。自此，环境雌激素所引起的危 第一章文献综述 害在中国也同益受到重视，己引起了我国学者的广泛关注，我们国家对e d c s 的 研究也比较重视，但系统性的研究尚处于起步阶段。 2 0 0 0 年，国家自然科学基金委员会以“环境类激素影响人类健康的机理”为 重点项目予以招标，正式在我国启动环境激素样物质污染、毒效应与机理方面的 大规模研究。2 0 0 0 年度国家高技术研究发展计划纲要“新概念、新构思探索” 课题项目中就确立了环境激素效应的研究课题。国家自然科学基金委在2 0 0 1 年 的资助项目中，重点资助“低剂量典型环境污染物( 包括内分泌干扰物) 长时期暴 露的环境效应和生物效应危险性在研究方法学上的创新研究。 烷基酚( a l k y l p h e n o l ，a p s ) ，1 9 3 8 年被人们发现具有雌激素活性【2 】，和双酚 a ( b i s p h e n o l a ，b p a ) 等内分泌干扰物，近年来逐渐成为科学工作者研究的热点。 烷基酚系列包含壬基酚( n o n y l p h e n o l ，n p ) 和辛基酚( o c t y l p h e n o l ，o p ) 等内分泌 干扰物质，它的主要前驱物为烷基酚聚环氧乙烷醚( a l k y l p h e n o le t h o x y l a t e s ， a p e o s ) ，分子式为c 。h 2 广苯环一( c h 2 c h 2 0 ) 。一o h ，是非离子表面活性剂的主 要成分。在烷基酚类表面活性剂中壬基酚聚氧乙烯醚( n o n y l p h e n o le t h o x y l a t e s ， n p e o s ) 约占8 0 ，辛基酚聚氧乙烯醚( o c t y l p h e n o le t h o x y l a t e s ，o p e o s ) 约占 2 0 。据统计，a p e o s 的世界年产量约为5 0 0 ，0 0 0 吨口j ，在各类表面活性剂中排 第三。其中美国的生产量最大，约为1 5 0 ，0 0 0 - - 2 0 0 ，0 0 0 吨【4 l ：英国的产量约为2 0 ，0 0 0 吨年【5 】；日本约为5 0 ，0 0 0 吨年【6 】：中国的产量也大约为5 0 ，0 0 0 吨【”。据不完全 统计，在中国的年使用量大约在3 0 ，0 0 0 - 4 0 ，0 0 0 吨，而在英国大约为1 5 ，0 0 0 1 9 ；0 0 0 吨【8 】 在加拿大大约为7 ，0 0 0 吨。并且每年全球的需求量还在增加，在工业生产 中有着广泛的应用，主要用于塑料及弹性塑料生产、纺织加工、农业化学品、乳 化及造纸和纸浆工艺等；在家用市场中，a p e o s 主要用做洗衣剂及硬表面清洁 剂：此外，a p e o s 还在避孕药膏及凝胶中用作杀精子剂和避孕套的润滑剂。 双酚a 学名为2 , 2 双( 4 羟基苯基) 丙烷( 简称二酚基丙烷) ，白色晶体，是近 几年从食品包装材料中新发现的一种“破坏内分泌化学物质”。直至2 0 世纪7 0 年代，人们未对双酚a 毒性有一正确认识。今天，甚至在奶瓶、奶嘴的制作中 仍用到双酚a ，经检测奶瓶中的奶会受到双酚a 的污染1 9 j 。随着时代的推进，人 们逐渐对双酚a 的毒性有了认识。2 0 世纪8 0 年代，人们逐步明确了双酚a 对 鱼类和无脊椎动物的毒性【l0 j ，随后把更多的热情注入其对高等动物毒性的研究。 经研究发现，双酚a 影响高等动物多方面的生理代谢。它可以影响痛觉，影响 动物生理状况，使体重变化，影响动物的生殖系统，影响胎儿发育，造成流产。 即使是低剂量( 相当于环境中的剂量) 染毒，也造成了严重的损伤。b p a 开始由 k r i s b a l a n n 掣从聚碳酸酯( p c ) 实验容器中检出的b p a 对人乳癌细胞株( m c f 一7 ) 产生增殖作用的实验中被发现的。双酚a 的用途非常广泛，主要用于生产聚碳 第一章文献综述 酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等高分子材料，也可 用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂、橡胶防老化剂、农药、涂料等 精细化工产品。在医药方面，是一种杀真菌药。b p a 的发现引起了各国对食品及 包装材料的广泛关注，已相继有从蔬菜罐头、婴儿用调制、液【1 3 l 、食品罐1 4 l 等 检出b p a 的报道。 虽然目前对这类物质的研究已经成为全球学者的研究热点，欧美等发达国家 已发表了许多相关的科学文章，但是在国内却十分缺乏权威的关于此类物质的系 统研究报道，尤其是在与人类生活息息相关的食品基质中。因而在中国建立一个 可靠、有效和快捷的前处理和分析方法更是具有深远的意义。 1 2 壬基酚、辛基酚和双酚a 的生物效应 通过大量体内、外实验证实，a p s 作为具有内分泌干扰活性的环境信号，对 哺乳动物与水生生物的生殖与发育造成了不同程度的影响，引起了毒理学家、生 态学家、环境流行病学家等的广泛关注。其生物效应体现在众多方面： ( 1 ) 生殖系统 大鼠的体内实验表明o p 的连续暴露可引起性分化异常、生殖激素( 如f s h 、 t ) 分泌失调、生殖器官重量改变、生殖道发育抑制、妊娠丢失等广泛的生殖毒 效应和发育毒效应。 大鼠多代繁殖实验证实n p 对生精过程有负效应1 1 5 l 。研究表明，睾丸是n p 的主要靶器官之一，雄性大鼠对n p 所造成的生殖损害的反应敏感性可能是：睾 丸 前列腺 附睾。b p a 的雌激素样作用与男性精子数下降和睾丸癌之间存在密 切的相关性。研究发现，b p a 可使雄性c d1 小鼠精囊重量降低1 9 ，使精子 的运动能力降低3 9 。 l a w s 等用o p 饲喂青春前期大鼠和卵巢切除大鼠，发现卵巢切除大鼠阴道 丌口提前、阴道上皮角质化，未切除卵巢大鼠成年后动情周期紊乱，子宫增重明 显【1 6 1 。相似的情况也发生在暴露于b p a 的小鼠，b p a 可使切除卵巢的小鼠阴道 角质化。 ( 2 ) 发育胚胎 从受孕第一天起给孕鼠摄入o p ，发现o p 引起母体毒性的剂量组，胚胎着 床后的丢失率显著上升。h o w d e s h e l l 等将受孕11 至1 7 天的小鼠暴露于b p a ， 结果出生后2 2 天的仔鼠体重显著高于对照组；仔鼠阴道丌口与第一个发情期的 问期显著缩短，并与初次排卯时间高度相关，研究提示以上改变可能与内源性性 激素水平的改变有关。青春期接触环境雌激素也可能引起雄性生殖道损害， 第一章文献综述 如经口给予青春期大鼠b p a 联系8 周后，血浆游离态睾酮( t ) 水平明显降低，睾 丸形态学检查在曲细精管中发现了多核巨细胞，而血浆皮质酮激素和黄体生成素 水平无明显变化1 1 。也有研究报道哺乳期大鼠暴露于一定量的o p 可使大鼠体重 减轻、性成熟延迟及睾丸重量降低、精子数减少，f s h 分泌水平改变，t 分泌不 可逆性下降 2 0 】。b e n d s e n 等以胎儿性腺体外培养为研究模型，发现o p 只对睾丸 生殖细胞的减数分裂有显著的抑制作用，而对卵巢细胞的减数分裂则未见影响 2 q 。可见，o p 对雄性生殖细胞有性别特异性效应。 ( 3 ) 对水生生物的影响 g r o n e n 等实验发现，雄鱼在暴露于o p 一定时间后与未暴露雌鱼交配，结果 该组雌鱼产卵数比对照组减少5 0 ，组织学检查发现这些雄鱼的精子生成受到了 抑制，而且在部分雄鱼的睾丸内还发现了卵母细胞，提示o p 可能导致鱼类生育 能力下降及雄性雌性化 2 2 1 。k n o r r 等的研究发现，暴露于一定量的o p 后，鲻鱼 的性分化比例从4 2 ：5 8 ( 雌：雄) 上升到5 7 ：4 3 【2 3 。w e b e r 等通过t u n e l 测定报道 了n p 暴露后的雄性鳞鱼睾丸生殖细胞、支持细胞和问质细胞的凋亡情况与对照 组无显著性差异，表明n p 是一种生殖毒物，其毒效应的发生可能与某种雌激素 作用机制相关口。 1 3 壬基酚、辛基酚和双酚a 的研究现状 1 3 1 各国关于壬基酚、辛基酚和双酚a 的研究报道 自上世纪8 0 年代末举行首次“环境中雌激素”大会以来，美国在1 9 9 1 、1 9 9 3 和1 9 9 5 年先后举办了3 次环境雌激素学术研讨会，着重讨论了环境雌激素的化 学结构与特性、潜在毒作用及对人类、家禽和野生动物的影响，关于危险度估计、 检测方法和可能的预防措施。1 9 9 6 年，美国国会通过了食品质量保护法和安全 饮用水法修正案，这些法律促使e p a 建立一组筛选方案以评价环境雌激素干扰 内分泌系统所引起的相关危害。之后，有大量的科学工作者投身到这类物质分析 和研究中来，为建立套系统的、可靠的法规以限制此类物质的使用，提供了宝 贵的数据资源。 ( 1 ) 环境中烷基酚的污染状况调查 a p e o s 及其降解产物( 如n p 和o p ) 不是天然存在的，它们在环境中的存在 完全是人为因素造成的。由于a p e o s 作为表面活性剂主要用于水溶液中，因此 使用后的a p e o s 主要通过工业和城市污水处理系统( 流出液和淤泥) 进入环境水 体中。除此之外，也包括一些直接排放到环境中的途径，例如杀虫剂的使用。在 第一章文献综述 如经口给予青春期大鼠b p a 联系8 周后，血浆游离态睾酮( t ) 水平明显降低，睾 丸形态学检查在曲细精管中发现了多核巨细胞，而血浆皮质酮激素和黄体生成素 水平无明显变化i ”j 。也有研究报道哺乳期大鼠暴露于一定量的o p 可使大鼠体重 减轻、性成熟延迟及睾丸重量降低、精子数减少，f s h 分泌水平改变，t 分泌不 可逆性下降口w 。b e n d s e n 等以胎儿性腺体外培养为研究模型，发现o p 只对睾丸 生殖细胞的减数分裂有显著的抑制作用，而对卵巢细胞的减数分裂则未见影响 【“ 。可见，o p 对雄性生殖细胞有性别特异性效应。 ( 3 ) 对水生生物的影响 g r o n e n 等实验发现，雄鱼在暴露于o p 一定时间后与未暴露雌鱼交配，结果 该组雌鱼产卵数比对照组减少5 0 ，组织学检查发现这些雄鱼的精子生成受到了 抑制，而且在部分雄鱼的睾丸内还发现了卵母细胞，提示o p 可能导致鱼类生育 能力下降及雄性雌性化【”j 。k n o t t 等的研究发现暴露于一定量的o p 后，鳓鱼 的性分化比例从4 2 ：5 8 ( 雌：雄) r 升到5 7 ：4 3 2 。w e b e r 等通过t j n e l 测定报道 了n p 暴露后的雄性鳝鱼睾丸生殖细胞、支持细胞和闸质细胞的凋亡情况与对照 组尤显著性差异，表明n p 是一种生殖毒物，其毒效应的发生可能与某种雌激素 作用机制相关口4 1 。 1 3 壬基酚、辛基酚和双酚a 的研究现状 1 3 1 各国关千壬基酚、辛基酚和双酚a 的研究报道 自上世纪8 0 年代末举行首次“环境中雌激素”大会以来，美国在1 9 9 1 、1 9 9 3 和19 9 5 年先后举办了3 次环境雌激素学术研讨会，着重讨论了环境雌激素的化 学结构与特性、潜在毒作用及对人类、家禽和野生动物的影响，关于危险度估计、 检测方法和可能的预防措施。1 9 9 6 年，美国国会通过了食品质量保护法和安全 饮用水法修i e 案，这些法律促使e p a 建立一组筛选方寰以评价环境雌激素干扰 内分泌系统所引起的相关危害。之后，有大量的科学工作者投身到这类物质分析 和研究中柬，为建立一套系统的、可靠的法规以限制此类物质的使用，提供了宝 贵的数据资源， ( 1 ) 环境中烷基酚的污染状况调查 a p e o s 及其降解产物( 如n p 和o p ) 不是天然存在的，它们在环境中的存在 完全是人为因素造成的。由于a p e o s 作为表面活性剂主要用于水溶液l 】，因此 使用后的a p e o s 主要通过工业和城市污水处理系统( 流出液和淤泥) 进入环境水 体中。除此之外，也包括一些直接排放到环境中的途径，例如杀虫剂的使用。在 体中。除此之外，也包括一些直接排放到环境中的途径，例如杀虫剂的使用。在 第一章文献综述 欧洲、日本和北美洲，a p s 和a p e o s 的分布状态已经得到了广泛的研究。科学 工作者们在周围环境的空气中、水中、土壤中、沉积物和生物群中都检测到n p 、 o p 和a p e o s 。 ( a ) 污水处理厂中烷基酚的调查研究 烷基酚聚氧乙烯醚使用后排放进入污水处理厂，在污水处理厂进行生物降 解，最后进入自然环境中。尽管在具有良好处理工艺的废水处理厂，a p s 和a p e o s 具有较高的去除率，但是在很多城市污水处理厂( s t p s ) 的排放液中仍然能检出 a p e o s 及其降解产物( n p 和o p 等) 。表1 - 1 列出了世界各地一些关于污水处理 厂的进水和二级处理出水中a p 和a p e o s 浓度水平的报道【2 5 】。 表1 1a p e o s 和a p s 在部分国家和地区污水处理厂中的浓度 t a b l e 1 一ia p e o sa n da p si ns ip so f s o m ec o u n t r i e sa n dr e g i o n s ( b ) 河流中烷基酚的调查研究 含有a p e o s 的污水经过生物处理后形成一系列相稳定的代谢产物，这些物 质最终排放进入水体环境。表1 - 2 中列出了部分国家和地区部分水域中a p e o s 及其降解产物的浓度1 2 6 。 ( c ) 海洋中烷基酚的调查研究 m a r c o m i n i 2 7 1 等人对意大利威尼斯进行了调查，发现在表层海水中n p 、 第一章文献综述 n p l e o 、n p 2 e o 和n p e o s 的浓度分别为0 2 、0 7 3 、1 1 和1 7 5 岭几。1 9 9 5 年 b l a c k b u r n 2 剐等人对英格兰和威尔士海湾中的壬基酚进行了一次全面调查，在他 们所调查的6 处海湾和1 处港1 3 中，8 0 的样品中壬基酚的含量小于o 1 腭l 。 表1 - 2 各国有关河流中a p s 秆a p e o s 的凋查结果 1 _ a b l e 1 2 a p e o sa n d a p s i nr i v e r so f d i f f e r e n tc o u n t r i e s 国家 浓度水平( p g l ) 意大利 美国 同本 英国 德国 瑞士 0 6 4 - 4 3 n p e o s o 1 2 o 6 4 n p 0 0 0 2 5 o p ，0 0 1 5 ，n p 0 2 l8 0 n p 0 0 l 0 4 n p 水和4 0 9 l 乙 酸( 9 5 ，3 0 r a i n ) 及2 0 0 9 l 乙醇( 6 0 ，3 0 m i n ) 水和4 0 l 乙酸( 6 0 ，3 0 m i n ) 。 这些实验结果虽说是模拟的，但也的确说明了b p a 的溶出是不可忽视的问题。 金属罐内壁涂料主要是环氧( e p ) 树脂、酚醛树脂( p f ) 及p v c 树脂，这些涂 料都使用了b p a 。为了解饮料罐及饮料中b p a 的残留，河村等1 4 l j 对市售的4 7 份饮料作了调查。测定结果，咖啡、红茶、茶及酒精饮料的检出浓度分别为 3 3 2 1 3 旧l 、8 5 9 0 9 9 l 、3 7 2 2 t g l 及1 3 9 9 l 范围，检出率分别为8 4 6 、 4 4 4 、6 2 5 及1 0 ，而清凉饮料中全部未检出。同时发现儿是盖内涂p v c 树 脂的，饮料中的b p a 残留明显高于e p 树脂。但对涂聚对苯二甲酸乙二醇酯( p e t ) 的饮料罐来洗，b p a 几乎无残留。此外，堀江等1 4 2 j 对市售的8 0 份不同饮料和饮 料罐中b p a 的残留和溶出进行了分析，也得到了类似的结论。b p a 的脂溶性较 强。龙野等f 4 3 1 调查的7 份鱼和肉类罐头中，有4 份检出b p a ，其浓度在 7 1 9 31 9 9 9 k g 。 第一章文献综述 1 3 2 我国的研究现状 这方面，我国目前还没有展开大规模的调查，但梁增辉、王福玉等人在天津 南郊采集的沟渠水样中也检出了双酚a ，初步测定双酚a 高达1 5 2 j t g l t 4 4 j 。汪 莉等【4 5 】采用高效液相色谱测定了桶装饮用纯净水和河底淤泥中的n p 和b p a ，结 果在3 个品牌的桶装饮用纯净水中均未检出n p 和b p a ；而在深圳市深圳河的8 份淤泥样品中全部检出n p 和b p a ，浓度分别从1 0 1 6 1 - 6 8 7 7 4 a g k g 和 1 9 8 7 8 8 p g k g 。邵兵等【4 6 】对重庆流域嘉陵江河长江中壬基酚污染状况作了调查， 在7 月份江水样品中n p 的浓度为1 7 3 3 吲l ，这一浓度值接近能够诱导鱼体产 生雌激素效应的浓度值( 1 0 - t g l ) 。 1 4 目前所采用的样品的预处理方法 复杂体系痕量组分的快速分离和准确测定是当今分析化学工作者面i 临的重 要而艰巨的任务。如何从有限的食品样品中富集目标组分往往成为能否对食品样 品进行有效分析的关键。这部分工作很容易被忽视。近十年来，随着样品萃取净 化技术的迅速发展，出现了许多高效快速的样品制各、分离和纯化等前处理方法， 这对传统的前处理方法有很好的互补作用。 1 4 1 索氏提取( s e ) 4 7 1 索氏提取( s o x h l e te x t r a c f i o n ) 是经典的前处理方法之一，常用来处理固体样 品，以实现分析物与基体物质的预分离。多种物质同时测定时，可用索氏提取将 不同分析物逐步萃耿出来。常用的萃取剂有甲醇、正己烷、异丙醇、二氯甲烷等， 或同时采用两种有机溶剂。本方法的主要缺点是所需时间长( 一般在1 6 h 以上) 、 有机溶剂消耗量大且操作复杂，不易实现自动化，目前已经很少有人使用这种方 法。 1 4 2 蒸汽蒸馏( v d e ) f 4 “5 j 蒸汽蒸馏( v a p o rd i s t i l l a t i o ne x t r a c t i o n ) 可处理固相和液相样品，适合分离疏 水性、半挥发性的物质。a b e l 和g i g e r 用蒸汽蒸馏和溶剂萃取方法从废水及水底 淤泥中萃取了n p 、n p l e o 、n p 2 e o ，该方法首先将水样的p h 值调至7 0 7 5 ， 加入2 0 9 n a c l 后回流3 h ，然后以环己烷作为萃取剂进行萃取。对于固体样品， 可将样品悬浮于水中，按同样的方法萃取。该方法富集系数较高、对水溶性小的 n p 、n p l e o 、n p 2 e o 萃取效率较高且操作较索氏提取简单，引入的杂质较少， 但分析时间仍然较长。 第一章文献综述 1 4 。3 液一液萃取( l l e ) 1 5 2 对于憎水有机化合物，液一液萃取( l i q u i d l i q u i de x t r a c t i o n ) 是一种较好的选 择。常用的萃取剂为二氯甲烷或氯仿。除了b p a 具有一定的极性之外，n p 和 o p 都是非极性化合物，l e e 和p e a t 曾采用乙酸乙酯将样品中的n p 和o p 同时 萃取出来。液一液萃取的缺点是大量使用有机溶剂，在萃取过程中容易形成乳状 液或发生乳化，需要进行复杂的处理，并需进行相分离。同时，液一液萃取需要 大量重复的机械劳动，对实验人员的体力也有很高的需求。 1 4 4 固相萃取( s p e ) 5 3 侧 固相萃取( s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ) 是一种常用的样品制备技术，已在环境样 品的预处理过程中获得了广泛的应用。它较之经典的索氏提取所需样品预处理时 间短、操作相对简单、重复性好。相对于液一液萃取，固相萃取具有低溶剂消耗、 自动化操作程度高、适用范围广等优点。它既可以提取极性和离子类化合物，也 可以提取非离子低极性化合物；既可以处理小体积样品，也可以处理大容量样品。 它利用固相萃取柱中填料的憎水基吸附表面活性剂的憎水端，从而使表面活性剂 从水溶液中分离出来。吸附在填料上的表面活性剂用少量的有机溶剂从萃取柱上 淋洗出来而达到浓缩分离的目的。同时，利用固相萃取技术也能防止溶剂萃取过 程中常常发生的乳化效应。为了避免堵塞萃取柱，样品在通过萃取柱之前一般先 用孔径小于1 2 儿m 的玻璃纤维滤纸过滤。通常的固相萃取柱填料有：阴离子树脂 ( x a d - 2 ，x a d 一4 ，x a d 一8 ) 、十八烷硅胶( o d s ) 、离子交换树脂、活性炭、石 墨化碳黑等。 1 4 5 固相微萃取( s p m e ) 1 5 5 近年来，固相微萃取技术( s p m e ) 逐渐引起了人们的兴趣，它是8 0 年代末， 由加拿大w a t e r l o o 大学p a w l i s z y n 教授和a r h t u r h e 教授提出的一种简便、快捷、 无溶剂的样品制备与前处理技术。这种技术融合取样、萃取、浓缩和迸样为一体， 该方法克服了固相萃取容量低的特点，费用低、选择性好，与其他的一些分离方 法有良好的兼容性。它通常包括两个步骤：把目标组分从基质中分离出来和把浓 缩的待分析物质解吸入分析仪器，即富集后可直接将纤维插入色谱流动相中进行 解吸。因此，该方法容易实现自动化，从一开始便在食品分析中得到了广泛的应 用。 固相微萃取是在涂有有机涂层的纤维上进行的，其原理是利用待测物质在基 体和萃取相之涮的非均相平衡，使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂 层，待吸附平衡后，再与气相色谱或高效液相色谱联用以分离和测定待测组分。 第一章文献综述 固相微萃取设备常被设计成类似注射器模样，中问包含的纤维表层覆盖有不同极 性的固定相涂层，这些固定相可以选择性的萃取不同的目标组分。通常使用的有 机涂层有：聚丙烯酸酯、聚二甲基硅烷( p d m s ) 、c w a x t r ( c a r b o w a x t e m p l a t e r e s i n ) 、c w a x d v b ( c a r b o w a x d i v i n y l b e n z e n e ) 、p d m s t r 、p d m s d v b 和b 一 环糊精等。但萃取涂层易磨损，使用寿命有限。 固相微萃取技术常用来进行挥发性、半挥发性样品的分离富集，而对于难挥 发的有机物，可利用s p m e 与h p l c 的联用技术，通过溶剂解析的作用达到分 离效果。文献报道了分别应用涂有c w a x t r c 和w a x d v b 的纤维对t r i t o n x 一1 0 0 及其它表面活性荆中的a p s 、a p e o s 进行萃取( 时间为l h ) 并与涂有其它 类型涂层的纤维进行了比较。c n e r i n 和j s a l a f r a n c a 等通过进行衍生，利用 s p m e h p l c 对由食品包装材料带入液体食品中的非挥发性的b p a 污染状况进 行了调查。 1 4 6 超临界流体萃取( s f e ) 和加速溶剂萃取( a s e ) 【5 7 1 超临界流体萃耿( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ) 是一种最近新发展起来的萃 取技术，通常它利用在高于临界温度和临界压强下二氧化碳为流体的特性，以超 临界二氧化碳作为萃取剂，从而可以减少挥发性分析物质的损失。另一方面，超 i 临界萃取技术对环境的污染很小，是比较符合环保要求的一种工艺。最初它被工 业上用来从咖啡中脱除咖啡因。由于这种技术具有许多传统方法所不具备的优 点，9 0 年代初期，它开始在实验室样品制备中得到应用，并在过去的l o 年当中 有了长足发展。超临界萃取技术的主要优点是：首先，很少使用有机溶剂，许多 情况下不使用溶剂：其次，通过改变超临界流体的温度和压力，可调节其选择性； 萃取时间减少，样品回收率增加从而降低了萃取成本；超临界萃取技术可在低温 下操作并使用非氧化型介质c o z ，适用于热敏性和易氧化的物质。同时，超临界 二氧化碳的渗透性很强，所需萃取时间较短。但为改善萃取效果，萃取前需将样 品中的n p 进行衍生化处理。 超临界萃取技术的重要缺点是所用萃取流体( 如c 0 2 ) 为非极性。为了拓宽它