二惡英是一種劇毒化合物，存在于世界各地的環境中。設備的靈敏度對于分析這些低濃度的劇毒化合物非常重要。過去，二惡英的分析和檢測是通過使用扇形磁高分辨率質譜儀(HRMS)完成的。然而，近年來，三重四極桿質譜儀的性能有了顯著的提高。此外，高效離子源(BEIS)的開發提供了比以前離子源高四倍的化合物特異性靈敏度，并提供了與HRMS相當的二惡英精確定量。四氯二苯并對二惡英的檢測限低至20 fg。在本研究中，我們使用氣相色譜-質譜/質譜結合BEIS分析了約40種食品和動物飼料產品的約250個樣品中的二惡英。通過比較氣相色譜-HRMS和氣相色譜-質譜/質譜的分析結果來評價定量性能.我們還評估了可能的分析數量，同時保持低濃度靈敏度，以驗證氣相色譜-質譜/質譜儀器的耐用性。


　　介紹

　　二惡英和呋喃是多氯二苯并對二惡英(PCDD)和多氯二苯并呋喃(PCDF)的常用縮寫[1]。它們屬于一組叫做持久性有機污染物的有毒化合物，因為它們在環境中需要很長時間才能分解。因此，二惡英對人類有劇毒[2]。它們是各種制造過程中不需要的副產品，包括冶煉、紙漿氯漂白和垃圾焚燒。在自然界，森林火災和火山爆發會產生二惡英。

　　長期以來，PCDD森林一直是一個環境問題。由于其在生物組織中的積累趨勢及其對生物群的毒性，PCDD/Fs受到了全球食品工業的更多關注和最近的審查。

　　同時，由于其含量極低，已被用作評價分析儀器性能的基準之一。本研究采用氣相色譜-質譜/質譜聯用技術(GCMS-TQ8050 NX，(島津公司)結合高效離子源(BEIS))分析了17種二惡英同系物。將該儀器方法應用于實際樣品分析，氣相色譜-質譜/質譜(基于TEQ水平)結果與氣相色譜-HRMS結果一致。后者是二惡英分析的傳統方法[3，4]。儀器的耐久性和方法的耐久性也評估了在500多個低濃度樣品后沒有觀察到靈敏度降低。

　　開發BEIS(島津制造有限公司)是為了通過優化EI電離中電子束的聚焦來最大化電離效率。這張圖說明了BEIS的原理：通過優化電子束的聚焦，提高了電子與分子的碰撞速度。雖然燈絲產生相同數量的電子，但電離率增加了。與以前的離子源相比，這可以實現高達四倍的靈敏度。但根據實際使用情況，長絲的使用壽命可能會略有縮短。


　　材料和方法。

　　和分析條件。

　　所有食品和飼料樣品均采用自動預處理設備制備(提取：快速提取器(BCHI  Laboretechnik  AG)，樣品純化：GO-xHT(米烏拉有限公司))。樣品的最終溶劑為壬烷，最終溶劑量為10 L。標準樣品通過混合DF-ST和DF-LCS(惠靈頓實驗室公司)制備。

　　氣相色譜-質譜/質譜分析條件使用氣相色譜-質譜/質譜分析條件，該條件記錄在氣相色譜-質譜/質譜方法包中，用于符合歐洲法規的食品中的二惡英。表1顯示了詳細的條件。


　　結果和討論。


　　標準樣品的分析結果。

　　作為校準曲線的濃度范圍，標準樣品的制備濃度為0.025 pg/L至1 pg/ l(八氯二苯并對二惡英/多氯二苯并呋喃的雙重濃度)。

　　在歐盟法規中，所有化合物必須滿足LOQ的以下兩個標準(定量限制)(部分摘自歐盟589/2014和歐盟644/2017):


　　1.標準信噪比。


　　用信噪比(信噪比)為3，333，601監測分析物中分析物的濃度，樣品提取物中有兩種不同的離子產生儀器響應。

　　或者，如果由于技術原因，信噪比計算不能提供可靠的結果，那么。

　　標準2。校準曲線上的最低濃度點。

　　校準曲線上的最低濃度點，它給出了所有點計算的平均相對響應因子的可接受(30%)和一致(至少在樣品分析系列的開始和結束時測量)偏差。

　　本研究證明，在校準曲線的最低點可以滿足這兩個標準。結果如表2所示(見下頁)。

　　實際樣品分析中的靈敏度評估。

　　驗證了實際樣品分析中低濃度水平的敏感性。圖1a和1b(見下頁)分別顯示了標準樣品和實際樣品的代表性單一化合物的色譜圖。在實際樣品的分析中，獲得了接近定量極限(LOQ)的令人滿意的靈敏度。

　　實際樣品分析中定量準確度的評估。


　　對約40種食品和動物飼料產品的250多個樣品進行了氣相色譜-質譜/質譜分析.通過氣相色譜-HRMS分析相同的氣相色譜-質譜/質譜樣品并比較結果，評價了氣相色譜-質譜/質譜的定量準確性。通過將每個樣品的定量值轉換為毒性當量(TEQ)來比較結果。結果如圖2所示。在圖2左側的圖中，水平軸和垂直軸由線性標尺顯示。右圖中，對數刻度用于詳細確認定量值較小的樣品的結果。兩圖橫軸為GC-HRMS定量值，縱軸為GC-MS/MS定量值.在這兩個圖中，當氣相色譜-HRMS值和氣相色譜-質譜/質譜值之間存在相關性時，這些值接近斜率為1的線(藍色虛線)。


　　氣相色譜-質譜/質譜和氣相色譜-HRMS的定量值在所有樣品中相似，檢測到的定量值在1納克/千克TEQ或更高的水平。


　　右圖為直線(橙色虛線)，其中氣相色譜-質譜/質譜和氣相色譜-HRMS的定量值之比為50%或200%，這是兩種方法獲得的定量值之間差異的標準。在氣相色譜-HRMS定量值為0.1納克/千克TEQ或更低的樣品中，可以看到一些分散的結果，其中定量值比率落在50%至200%的范圍之外。


　　具有最小和最大允許水平(ML)的樣品是豬肉脂肪，ML為1.0納克/千克TEQ。因此，當濃度水平比ML的濃度水平低至少10倍時，定量值(即50%至200%范圍之外的定量值比率)可能會有很大不同。然而，在分析所需的濃度水平上，氣相色譜-質譜/質譜和氣相色譜-HRMS之間的定量性能沒有顯著差異。


　　實際樣品分析中的耐久性評估。


　　作為食品中二惡英分析持久性的評價，實際樣品和標準樣品(濃度：0.05 pg/L)交替分析，標準樣品可以根據低濃度的靈敏度變化進行評價，在保持靈敏度的同時可以進行的分析次數進行評價。總共對標準樣品和實際樣品進行了500多次分析。


　重復分析中峰面積的過渡。


　　橫軸表示分析時間，縱軸表示每個分析時間的峰面積。經過500多次分析，靈敏度沒有明顯下降。接下來，表3顯示了第1次至第530次分析的平均峰面積和重復性。所有化合物的重復性相對標準偏差小于20%，表明在整個測試過程中可以保持靈敏度。


　　結論


　　本實驗利用BEIS氣相色譜-質譜聯用儀對約40種食品和動物飼料產品的250多個樣品中的二惡英進行了分析，并通過比較氣相色譜的分析結果，評價了氣相色譜-質譜聯用儀和氣相色譜-HRMS儀的定量性能。結果表明，在分析所需的濃度水平上，氣相色譜-質譜/質譜法和氣相色譜-HRMS法的定量性能沒有差異。還評估了實際樣品中二惡英分析的持久性。經過500多次分析，低濃度水平的靈敏度沒有降低。

　　基于這些結果，我們確定了GCMS/質譜BEIS具有與HRMS二惡英分析儀器相同的高靈敏度，也證明了GCMS-TQ8050的優異耐久性。