全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）分析方法的比较研究：揭示不同组织中可提取有机氟（EOF）的差异

本研究聚焦于解决传统分析方法在检测全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）时存在的局限性问题，通过比较两种主要技术——高分辨率石墨炉分子吸收光谱法（HR GFMAS）和燃烧离子色谱法（CIC），探讨了不同组织中可提取有机氟（EOF）的检测差异，为环境和生物样品中PFAS的定量分析提供了重要参考。

　　全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）是一类具有持久性和生物累积性的有机氟化合物，广泛应用于工业和消费品中。然而，传统分析方法如液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）仅能检测已知结构的PFAS，导致大量未知PFAS被遗漏。为了更全面地评估PFAS在环境和生物样品中的含量，研究人员开展了对可提取有机氟（EOF）的检测方法研究，比较了高分辨率石墨炉分子吸收光谱法（HR GFMAS）和燃烧离子色谱法（CIC）在不同组织中的应用效果，揭示了两种方法在检测EOF时的差异和优缺点。该研究为准确评估PFAS的环境和健康风险提供了新的技术思路，研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上。

研究背景

全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）因其优异的化学稳定性和表面活性，被广泛应用于制药、食品包装、纺织品和消防泡沫等领域。然而，这些化合物在环境中具有持久性，并可通过生物累积进入食物链，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。传统的分析方法如液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）虽然能够检测已知结构的PFAS，但无法全面覆盖样品中的所有PFAS，导致检测结果可能低估了实际的有机氟（OF）含量。因此，开发能够全面检测样品中有机氟含量的方法至关重要。

研究方法

本研究选取了2012年在苏格兰搁浅的长鳍领航鲸的组织样本，包括脂肪、大脑、肝脏和肾脏，这些样本涵盖了不同的基质类型，尤其是脂肪含量差异显著（10%~90%）。研究人员采用离子对萃取法对样本进行处理，并分别使用高分辨率石墨炉分子吸收光谱法（HR GFMAS）和燃烧离子色谱法（CIC）对可提取有机氟（EOF）进行检测。两种方法均通过校准曲线进行定量分析，同时评估了校准方法、基质效应和检测限对结果的影响。

研究结果

1. 校准方法的影响

研究发现，HR GFMAS在使用无机氟（IF）和有机氟（OF）作为校准标准时，检测结果存在显著差异。使用OF校准的平均回收率为97.9%，而使用IF校准时仅为30.8%。这表明，PFAS的化学结构和氟的存在形式对检测结果有重要影响。此外，HR GFMAS的检测限（LOD）为0.026 mg F/L，低于CIC的0.05 mg F/L。

2. 不同PFAS的回收率

通过对比两种方法对10种PFAS标准品的检测回收率，发现HR GFMAS的平均回收率为99.5%，高于CIC的86.8%。然而，HR GFMAS对某些化合物（如4:2 FTOH和10:2 FTOH）的回收率较低，而CIC对这些化合物的回收率较高。这表明，不同PFAS的化学性质（如官能团的存在）会影响检测效率。

3. 基质效应

在评估HR GFMAS的基质效应时，研究人员将不同浓度的PFOA添加到肝脏和大脑样本中，发现回收率在86%~127%之间，平均回收率为101%，且不同基质和浓度之间无显著差异。这表明，离子对萃取法处理后的样本基质对HR GFMAS检测结果的影响较小。

4. 不同组织中EOF的检测

在对鲸鱼组织样本的EOF检测中，HR GFMAS检测到的EOF浓度普遍高于CIC。例如，在肝脏样本中，HR GFMAS检测到的EOF浓度范围为77~474 ng F/g，而CIC为21~272 ng F/g。在大脑、脂肪和肾脏样本中也观察到类似的趋势。这表明，两种方法在检测EOF时存在系统偏差，可能与燃烧效率和基质效应有关。

砀究结论

本研究通过比较HR GFMAS和CIC两种方法，揭示了它们在检测不同组织中EOF时的差异。HR GFMAS具有更高的检测效率和更低的检测限，但对某些PFAS的回收率较低，且存在较大的化合物特异性差异。CIC虽然检测效率较低，但在某些PFAS的检测中表现更为稳定。研究结果强调了在选择分析方法时需考虑样品的化学性质和基质组成。此外，由于缺乏可提取有机氟（EOF）的认证参考材料（CRMs），未来研究需要进一步开发标准协议，以提高EOF分析的准确性和可比性。该研究为环境和生物样品中PFAS的定量分析提供了重要的技术参考，有助于推动相关法规的制定和实施。