微型微波辅助皂化萃取技术的优化及其在生物样本MOSH/MOAH分析中的应用研究

本研究针对矿物油烃(MOH)在生物样本中痕量分析的技术瓶颈，开发了一种微型微波辅助皂化萃取(MASE)方法。该方法仅需<400 mg生物样本，通过LC/GC×GC-FID/MS系统验证，实现了94%以上的回收率和0.4 μg的定量限，为体外毒代动力学研究提供了高灵敏度分析方案。

　　

在环境污染物研究领域，矿物油烃（Mineral Oil Hydrocarbons, MOH）作为石油源性污染物，包含数千种脂溶性化合物，其人体毒代动力学特性因分子结构差异而显著不同。然而，由于缺乏准确反映人体毒代动力学的动物模型，以及动物实验涉及的伦理问题，利用人体细胞进行体外测试成为重要替代方案。但现有分析方法灵敏度不足，无法对体外实验获得的微量生物样本（通常仅10-200 mg）进行准确检测，这严重制约了MOH毒代动力学研究的进展。

传统MOH分析方法需要1-5 g生物样本，且存在共萃取甘油三酯（TAGs）干扰检测的问题。虽然皂化处理可降低定量限（LOQ）约5倍，但会影响内标（ISs）分布，进而影响MOSH（矿物油饱和烃）和MOAH（矿物油芳香烃）的准确定量。因此，开发适用于微量样本的高灵敏度分析方法成为当务之急。

在此背景下，比利时列日大学的研究团队在《Journal of Chromatography Open》上发表了一项创新研究，成功开发并验证了一种微型微波辅助皂化萃取（MASE）方法，为生物样本中MOH亚类的痕量分析提供了突破性解决方案。

关键技术方法包括：采用微波辅助皂化系统（SynthWAVE）在120°C、35-40 bar条件下处理20分钟；使用LC/GC×GC-FID/MS联用平台进行分析；通过鸡脂肪组织作为高脂质含量生物基质进行方法验证；利用九种内标物监控分析过程性能。

研究结果

3.1. 微型微波辅助皂化萃取方法的优化

通过测试230 mg至1 g的脂肪组织样本，研究发现406±4 mg为最大适用样本量。相分离实验表明，230±5 mg样本无需水洗步骤，而406±4 mg样本必须进行水洗以确保LC进样前的相清洁度。

3.1.1. 内标分布评估

MOSH内标在不同实验条件下均保持稳定，而MOAH内标（特别是2-MN和Per）在无再萃取步骤时回收率显著降低。TBB/2-MN比值分析证实，再萃取步骤对确保比值接近1.00至关重要，符合JRC指导标准。

3.1.2. 回收率和重复性评估

MOSH和MOAH的回收率分别达到94±3%和98±2%，相对标准偏差（RSD）为0.7%-2.5%，优于JRC指导标准。实验证明，密闭高压系统能有效防止短链MOH挥发，KOH的EtOH:H₂O溶液能确保理想的内标分布。

3.3. 定量限评估

该方法绝对LOQ达0.4 μg/样本，比传统方法提高3.3倍。虽然因样本量减少导致组织浓度LOQ为1 mg/kg，但仍优于文献报道的2.0 mg/kg，且试剂用量减少至3.5 mL正己烷，处理时间缩短至3小时。

3.4. 优势与前景

与传统方法相比，微型MASE在样本量、试剂用量和灵敏度方面均显优势。虽然本研究针对脂肪组织开发，但其原理可扩展至肝脏、肺和脑组织等其他生物基质，为不同脂质含量的组织分析提供了通用平台。

研究结论与意义

该研究开发的微型MASE方法成功解决了生物样本中MOH痕量分析的技术难题，在回收率、重复性和灵敏度方面均满足JRC指导标准。方法的核心优势在于：样本需求量少（<400 mg），适用于体外实验获得的微量样本；通过优化皂化条件，有效去除了脂质干扰；引入再萃取步骤，确保了MOAH的准确定量。

特别值得关注的是，该方法对MOAH的分析性能显著提升，这对于评估芳香烃化合物的毒代动力学特性具有重要意义。以往研究中未能检测到人体组织中的MOAH，可能正是由于分析方法灵敏度不足所致。而本研究提供的技术方案，为深入探究MOAH在人体内的吸收、分布、代谢和排泄过程提供了可靠工具。

从方法学角度看，该研究将微波辅助技术与微型化设计相结合，不仅提高了分析效率，还减少了溶剂消耗，符合绿色分析化学的发展趋势。其建立的LC/GC×GC-FID/MS分析平台，为复杂混合物中痕量化合物的检测提供了技术范例。

这项技术的推广应用，将极大促进MOH毒代动力学研究，特别是在人体健康风险评估领域。未来可进一步将该方法应用于不同生物基质，建立完整的MOH分析技术体系，为环境污染物的健康效应研究提供有力技术支撑。