利用UPLC-HRMS技术同时测定人血清、母乳和尿液中的11种卤乙酸及其氧卤化物

《Talanta Open》：Simultaneous Determination of 11 Haloacetic Acids and Oxyhalides by UPLC-HRMS in Human Serum, Breast Milk, and Urine

消毒副产物（DBPs）生物监测新方法及北京人群暴露特征研究。采用定制固相萃取联合UPLC-HRMS成功同步定量11种卤乙酸及氧卤化物在血清、尿液和母乳中的浓度，发现首次检出碘代卤乙酸（MIAA）及尿液中氯酸盐（均值117μg/L），揭示DBPs代谢关联及协同毒性风险，填补生物基质分析方法空白。

　　近年来，随着消毒技术的广泛应用，消毒副产物（Disinfection Byproducts, DBPs）的检测与评估成为环境与公共卫生领域的重要议题。这些化合物在饮用水中广泛存在，并且在许多其他环境介质中也有发现，其潜在的健康风险不容忽视。尤其是一些碘化DBPs，因其较高的毒性和对人体健康的影响，引起了全球范围内的关注。目前，关于这些物质在人体生物样本中的监测数据仍较为有限，因此，开发一种能够同时测定多种DBPs的高效分析方法具有重要意义。

本研究提出了一种经过验证的分析方法，能够同时测定11种卤乙酸（HAAs）和氧卤化物在血清、尿液和母乳中的含量。该方法结合了定制化的固相萃取（SPE）技术与超高效液相色谱-高分辨率质谱（UPLC-HRMS），显著提高了检测的灵敏度和准确性。通过对北京地区采集的122份生物样本进行分析，研究团队发现了多个前所未有的结果，包括碘化DBPs中的单碘乙酸（MIAA）在所有三种生物样本中均被检测到，这是首次在人体生物监测中发现该物质的存在；氯酸在尿液中被首次检测，其平均浓度达到117 μg/L，表明其在人体暴露中的重要性；此外，HAAs和氧卤化物之间存在显著的正相关性，这可能意味着共同的暴露来源或代谢途径尚未被充分认识。这些发现不仅填补了DBPs生物监测数据的空白，还为评估多途径暴露对人类健康的影响提供了关键证据。

在实验设计方面，研究团队对多种SPE材料进行了系统比较，以确定最佳的纯化方案。通过调整银离子树脂与氢离子树脂的比例，最终选择了90 mg/30 mg的组合，以确保在血清、尿液和母乳等不同样本中达到理想的回收率和最小的基质效应。此外，研究团队还对色谱条件进行了优化，采用特定的流动相（含0.002%乙酸）和色谱柱（CSH Fluoro-Phenyl柱）以实现更清晰的峰形和更高的离子化效率。通过这些优化措施，研究方法在灵敏度、准确性和适用性方面表现出色，为复杂生物样本中DBPs的检测提供了可靠的技术支持。

在数据分析方面，研究团队利用多种统计方法，包括Kolmogorov-Smirnov检验、F检验、皮尔逊相关系数和斯皮尔曼等级相关系数，以评估不同生物样本中DBPs的浓度分布和相关性。结果表明，血清中HAAs的浓度最高，这可能反映了其在人体内的积累程度。尿液和母乳中则普遍检测到氯酸和高氯酸，其浓度在某些情况下显著高于以往研究中报告的水平，提示可能存在新的暴露途径。此外，研究还发现HAAs与氧卤化物之间存在显著的正相关关系，这可能表明它们的暴露途径和代谢过程存在重叠，或者存在协同作用，从而增加健康风险。

研究结果还揭示了一些关键的健康风险。例如，氯酸不仅具有基因毒性，还可能影响甲状腺功能，导致多种代谢紊乱，特别是在孕妇和儿童群体中更为显著。而高氯酸和单碘乙酸等碘化DBPs则因其较高的毒性而成为重点关注对象。这些发现为理解DBPs对人体健康的影响提供了新的视角，并强调了在饮用水之外，其他暴露途径（如空气、食品、化妆品等）可能对公众健康构成威胁。

此外，研究还指出，当前的监管措施主要集中在饮用水中的DBPs，但随着消毒剂使用量的增加，特别是疫情期间，这种单一的监管模式已无法全面反映人体暴露情况。因此，需要建立更加全面的监测体系，包括对多种生物样本的检测，以评估不同人群的暴露水平和潜在健康风险。同时，对于DBPs的多途径暴露，应进一步开展体外联合暴露实验和纵向研究，以探索其对健康的长期影响和潜在机制。

本研究的创新之处在于其方法的全面性和可操作性。通过结合固相萃取和高分辨率质谱技术，该方法不仅能够准确测定多种DBPs，还能有效减少基质效应，提高检测的可靠性。此外，该方法适用于多种生物样本，具有广泛的应用前景。未来，研究团队计划进一步优化检测流程，提高检测效率，并扩展到更多类型的生物样本中，以更全面地评估DBPs的暴露情况。

总之，本研究通过开发一种新型的生物监测方法，首次在人体样本中检测到碘化DBPs和氯酸，揭示了DBPs在不同生物矩阵中的分布规律及其可能的健康影响。这些发现不仅为DBPs的生物监测提供了科学依据，还为公共卫生政策的制定和健康风险评估提供了重要参考。未来，随着对DBPs研究的深入，相关检测技术和暴露评估方法将进一步完善，以更好地保护公众健康。