基于衍生化固相微萃取-气相色谱质谱联用技术测定环境水体中双酚类类似物的分析方法开发

本研究针对环境水体中痕量双酚类类似物(BPs)检测难题，开发了一种基于原位乙酰化衍生化的固相微萃取(SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)的分析方法。通过实验设计优化，该方法成功实现了9种BPs的高灵敏度检测（检测限低至0.00013-0.0043 μg L-1），在真实水样中回收率达80%以上。该方法具有溶剂消耗少、环境友好等优势，为环境水体中内分泌干扰物的监测提供了可靠技术支撑。

　　

随着塑料制品的广泛使用，双酚A（BPA）及其类似物（BPs）已成为普遍存在的环境污染物。这类化合物具有内分泌干扰特性，与糖尿病、心血管疾病、生殖障碍等多种健康问题相关。近年来，随着BPA受到监管限制，其替代品的使用日益增加，但这些替代双酚可能具有与BPA相当甚至更强的毒性，因此对环境中双酚类化合物的监测变得尤为重要。

然而，双酚类化合物在环境基质中通常以痕量水平存在，直接检测极为困难。传统的样品前处理方法往往步骤繁琐、耗时长，且需要使用大量有机溶剂，不仅对环境不友好，也增加了分析成本。因此，开发高效、灵敏且环境友好的分析方法成为当前环境分析领域的重要挑战。

在这一背景下，研究人员开发了一种基于衍生化固相微萃取（SPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）的新方法，用于环境水体中9种双酚类似物的同时测定。该研究发表在《Journal of Chromatography A》上，为双酚类污染物的监测提供了一种创新的解决方案。

本研究采用了几个关键技术方法：首先利用实验设计优化了SPME萃取条件，包括纤维涂层选择、萃取模式、衍生化试剂用量等参数；其次建立了原位乙酰化衍生化SPME-GC-MS分析方法，使用DVB/CAR/PDMS纤维在100°C下直接浸入萃取30分钟；最后对方法进行了全面验证，并应用于19个真实水样（包括河水、海水、废水等）的分析。

3.1. 方法优化

通过系统评估色谱条件参数，优化了GC-MS分析方法，获得了更好的灵敏度和选择性，同时缩短了总分析时间。

3.2. 衍生化试剂的选择

比较了硅烷化和乙酰化两种衍生化方法。虽然硅烷化能产生略高的响应值，但乙酰化可以在水相中进行，试剂毒性更低、成本更经济，因此选择乙酰化作为衍生化方法。

3.3. SPME萃取过程的优化

通过因子实验设计系统优化了影响SPME萃取效率的关键参数。结果表明，DVB/CAR/PDMS纤维在直接浸入模式下表现最佳，添加50 μL乙酸酐和100 mg NaHCO₃，在100°C下萃取30分钟为最优条件。

3.4. 方法性能评价

该方法在0.005-5 μg L^-1浓度范围内表现出良好的线性关系（R² > 0.999），检测限低至亚μg L^-1水平。在不同真实水样中的回收率普遍高于80%，方法精密度良好。

3.5. 方法的绿色性和实用性

采用AGREEPrep和BAGI评估工具对方法进行评价，得分分别为0.62和67.5，表明该方法在保持分析性能的同时具有良好的环境友好性和实用性。

3.6. 与其他方法的比较

与传统的固相萃取（SPE）等方法相比，本研究开发的SPME方法仅需15 mL样品体积，大大减少了溶剂消耗，且具有更低的检测限，在分析性能上具有明显优势。

3.7. 实际样品应用

在19个真实水样中检测到了7种双酚类似物，其中BPA的出现频率最高（13个样品），浓度范围为0.007-1.65 μg L^-1。BPE在某个矿泉水样品中检测到最高浓度（3.48 μg L^-1），表明可能存在局部污染源。

该研究成功建立了一种灵敏、高效且环境友好的分析方法，可用于环境水体中多种双酚类化合物的同时监测。方法的突出优势在于将衍生化与萃取步骤合二为一，大大简化了操作流程，减少了有机溶剂的使用，符合绿色化学原则。研究结果为了解双酚类污染物在不同水体环境中的分布特征提供了重要数据，为环境风险评估和监管决策提供了科学依据。特别是在欧盟《饮用水指令》将于2026年实施BPA限值（2.5 μg L^-1）的背景下，该方法具有重要的实际应用价值。