固相萃取—保护PCR法检测环境中二恶英类化合物

摘要

二恶英类化合物(Dioxin-Like Chemicals, DLCs)是包括多氯代二苯并二恶英（polychlorinated dibenzo-p-dioxins, PCDDs），多氯代二苯并呋喃（polychlorinated dibenzofurans, PCDFs）和共平面多氯联苯（polychlorinated biphenyls, PCBs）等一大类化合物的总称，由于其在环境中分布广泛，不易于生物及化学降解，毒性高以及生物富集和生物放大的特性，对人和生态环境构成严重的危害, 急需加强对其监测。 高分辨气相色谱－高分辨质谱联用检测（high resolution chromatography combined with high-resolution mass spectrometry, HRGC/HRMS）被认为是二恶英定量检测的标准方法。但该方法检测费用昂贵，费时，因此快速、经济和能反映DLCs总体机体效应的生物检测方法显得十分必要。本研究基于DLCs的作用机制，利用介导DLCs效应的芳香烃受体（arl hydrocarbon receptor, AhR）建立了一种新的DLCs检测生物技术，称为结合保护PCR分析方法（Binding Protection Mediated Polymerase Chain Reaction , BPM－PCR）。同时，针对BPM-PCR方法而建立了索氏提取-固相萃取-芳烃羟化酶降解的样品前处理方法。本研究分为二个部分： 一、索氏提取－固相萃取－芳烃羟化酶降解样品前处理方法建立目的：本部分依据BPM－PCR方法而建立一种新的二恶英样品前处理方法。方法：用索氏提取、固相萃取处理和净化飞灰样品，将提取液分成两份（样品1和样品2），样品1用高压液相－荧光检测(激发波长246nm;发射波长431nm)准确测定飞灰样品中苯并[a]芘含量,飞灰中苯并[a]芘含量为1.52ug/g；样品2用芳烃羟化酶来降解样品中苯并[a]芘，再用高效液相－荧光检测苯并[a]芘含量。本部分研究也对实验条件进行了优化。结果：在温度为28度，时间为30分钟条件下，垃圾焚烧炉飞灰中苯并[a]芘降解达85％以上。结论：索氏提取－固相萃取－芳烃羟化酶降解具有快速、经济、简便的特点，是一种新颖而实用的二恶英样品前处理方法。 二、结合保护PCR分析方法检测环境样本中二恶英类化合物目的：利用BPM-PCR 检测环境样本（焚烧炉飞灰）中的DLCs的毒性当量（TEQs）。方法：将2g两份飞灰样本经过丙酮索氏抽提、固相萃取、芳烃羟化酶降解等步骤的前处理后，溶于500μl二甲基亚砜(DMSO)，然后采用BPM－PCR检测其中的DLCs的毒性当量（TEQs）。结果与高分辨气相色谱－质谱联用技术（HRGC/HRMS）检测结果相比较。结果：对稀释1000倍的飞灰样本提取物检测得到对应的TCDD浓度分别为3.517×10-11mol/L和4.022×10-10 mol/L，换算得到的样本TEQ值分别为1.133ng/g和12.952ng/g，是根据HRGC/HRMS检测结果估算出来的TEQ值的1.42倍和2.13倍。BPM-PCR检测TEQ值略高于HRGC/HRMS检测结果，但在同一个数量级上。结论：利用索氏提取、固相萃取、芳烃羟化酶降解进行样品前处理，BPM－PCR进行检测可以快速地用于实际样本的定性与定量检测，结果与标准化学方法具有很好的可比性。 总之，利用索氏提取－固相萃取－芳烃羟化酶降解进行样品前处理，用BPM－PCR进行检测，是一种颇具前景的有效的二恶英检测方法，它具有很高的灵敏性、特异性与稳定性，与化学方法结果也有很好的一致性，同时它又具备简便、快速和经济的特点，特别适用于进行二恶英样本的大规模筛选。