食品中六溴环十二烷和四溴双酚A的检测技术与暴露评估

论文摘要

六溴环十二烷（HBCD）和四溴双酚A（TBBPA）是两种应用广泛的溴系阻燃剂,目前已被发现在环境样品和人体内普遍存在,由于其具有蓄积性和持久性,被认为是两种潜在的持久性有机污染物。膳食摄入是人体摄入TBBPA和HBCD的主要途径,但目前我国仍未开展食品及人体内TBBPA和HBCD的污染状况的研究。为了对HBCD和TBBPA的污染水平、我国居民摄入状况等进行评估,我们开展了一系列的工作。包括检测方法的建立,食品和母乳中污染水平的分析和膳食摄入量评估,并采用基于LC-MS技术的代谢组学方法初步研究了这两种阻燃剂对大鼠的毒性。1.HBCD和TBBPA检测方法采用同位素稀释技术建立了动物性食品中HBCD异构体和TBBPA的UPLC-MS/MS测定方法。样品的提取可选用索氏提取法或加速溶剂萃取法,提取液的净化方法可选用浓硫酸脱脂结合固相萃取柱净化,或者自动GPC脱脂结合浓硫酸脱脂净化。样品净化后通过UPLC BEH C18柱分离,以甲醇/乙腈混合液和水为流动相进行梯度洗脱,5min内即可完成一次测定。在分析过程中电离方式为ESI（—）模式,并以多反应离子监测（MRM）模式进行测定,内标法定量。HBCD和TBBPA的监测离子分别为m/z640.7→80.7和m/z542.6→447.6。所建立的方法可用于测定水产品、肉类、奶类、蛋类等动物性食品中的六溴环十二烷和四溴双酚A,在5-250ng/mL范围内线性良好,检出限为10-100pg/g,在不同加标水平下方法的平均回收率在86.8%～110.5%之间,RSD在1.07%～14.04%之间。经过国内三家单位的协同性验证试验和国际比对考核实验,证明所建立的方法灵敏度、准确度和精密度均符合痕量检测的要求。2.我国食品中TBBPA和HBCD的污染状况与居民膳食摄入水平研究测定了2007年总膳食研究中采集的12个省4类动物性食品的48份混样中HBCD和TBBPA的污染水平。TBBPA含量在＜LOD到2044pg/g lw之间,在肉类、蛋类、水产类和奶类食品中TBBPA的平均含量分别为251、179、721和194pg/g lipid weight（lw）。在HBCD的三种异构体中,α-HBCD的比例总是最高。HBCD含量在＜LOD到9208pg/g lw之间,在肉、蛋、水产和奶中的平均含量分别为252、269、1441和194pg/glw。水产类食品中TBBPA和HBCD的检出率、最高值和平均值均是四类食品中最高的。以总膳食样品中TBBPA和HBCD的污染水平和食物消费量数据为依据,估计我国成年男子TBBPA和HBCD的膳食摄入水平。若以1/2LOD代替未检出样品中待测物的含量,则TBBPA的膳食摄入水平在32～1305pg/kg bw/day之间,平均为256pg/kgbw/day,∑HBCD的膳食摄入水平在87-1722 pg/kg bw/day之间,平均为432 pg/kgbw/day。对膳食TBBPA摄入量贡献率最高的为肉类（52%）,其次为水产类（30%）、奶类（10%）和蛋类（8%）。HBCD贡献率最高的为肉类（44%）,其次为水产类（24%）、蛋类（17%）和奶类（15%）。表明肉制品为我国居民TBBPA和HBCD膳食暴露的最重要来源。但与国外研究相比,我国食品中TBBPA和HBCD的污染水平,以及人体摄入量仍处在较低的水平。3.母乳样品中HBCD和TBBPA的污染水平测定了从全国12个省（市、区）采集的24份母乳混样。分析了这些样品中TBBPA和HBCD的污染水平,并结合母乳摄入量数据估算婴儿TBBPA和HBCD的每日摄入量。母乳中TBBPA含量在＜LOD-5124pg/g lw,平均为941pg/g lw。在HBCD的三种异构体中,α-HBCD含量总是最高,母乳中α-HBCD含量在＜LOD-2776pg/g lw,平均为1050pg/g lw。母乳样品中TBBPA和HBCD的污染水平明显高于动物性食品。推测TBBPA和HBCD在食物链中可能具有从低端到高端的生物放大作用。此外人体对TBBPA和HBCD的摄入可能存在多种途径。婴儿的摄入水平为320-37240pg/kgbw/day（TBBPA）和670-17320 pg/kg bw/day（∑HBCD）,平均摄入水平分别为5094和5837 pg/kg bw/day。我国婴儿的溴系阻燃剂（包括TBBPA、HBCDs和PBDEs）摄入水平明显高于成年男子,应引起足够的重视。4.TBBPA和HBCD对大鼠毒性的代谢组学研究代谢组学作为系统生物学的重要组成部分,已经成为继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后兴起的一个新的组学研究热点。我们采用代谢组学方法初步探索了TBBPA和HBCD对SD大鼠的毒性。大鼠分为高低剂量组和对照组,连续染毒7天,取每日24小时尿样及第8天血清样。以超高效液相色谱-飞行时间质谱分析不同剂量染毒大鼠及对照组大鼠的血清或尿液,采用归一化方法对代谢谱进行峰对齐,并采用偏最小二乘-判别分析法进行模式识别和可视化,以此观察不同剂量TBBPA或HBCD染毒大鼠血清或尿液代谢谱与空白对照组的差异。大鼠经染毒后,与对照组代谢谱比较有明显差异,对血清代谢谱的分析表明TBBPA对大鼠的毒性存在明显的剂量-毒性效应关系,毒性作用随染毒剂量增大而增大,但HBCD染毒大鼠的剂量-毒性效应关系不明显。对尿液代谢谱的分析表明TBBPA对大鼠的毒性除了随染毒剂量增大而增大外,还随着染毒时间的延长而增大。但HBCD染毒大鼠这两方面的效应均不明显。通过对载荷图的分析,结合代谢物数据库,初步筛选了一些可能的生物标志物,包括血清和尿液中的氨基酸、葡萄糖苷、磷脂等小分子物质,这些化合物在对照组和剂量组中的含量差异较为明显,可以作为进一步定性分析的研究对象。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 前言
• 第一节 TBBPA和HBCD的检测方法与环境污染状况
• 参考文献
• 第二节 TBBPA和HBCD的毒性研究进展
• 参考文献
• 第三节 基于LC-MS技术的代谢组学研究进展
• 参考文献
• 第二章 动物性食品中TBBPA和HBCD测定方法的建立
• 前言
• 第一节 UPLC-MS/MS测定方法的建立
• 第二节 UPLC-MS/MS测定方法的协同性验证
• 参考文献
• 第三章 我国食品中TBBPA和HBCD的污染水平与居民膳食暴露评估
• 1 前言
• 2 实验部分
• 3 结果与讨论
• 4 我国居民TBBPA和HBCD每日摄入量
• 5 小结
• 参考文献
• 第四章 我国母乳中TBBPA和HBCD的污染状况分析
• 1 前言
• 2 实验部分
• 3 结果与讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 第五章 TBBPA和HBCD对大鼠毒性的代谢组学研究
• 第一节 代谢组学实验方法的建立
• 第二节 TBBPA对大鼠毒性的代谢组学研究
• 第三节 HBCD对大鼠毒性的代谢组学研究
• 参考文献
• 全文总结
• 致谢
• 个人简历及已发表论文附录