健康老年人群血浆中氯化石蜡的检测方法创新与暴露动态研究:揭示饮食主导的持续污染物暴露模式

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Journal of Hazardous Materials 12.2

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  针对大规模人群生物监测中氯化石蜡(CPs)检测方法低效、老年群体暴露特征不明的问题,本研究开发了基于Ph4PCl增强的UPLC-ESI-Orbitrap-HRMS技术,实现50 μL血浆中vSCCPs/SCCPs/MCCPs/LCCPs同步检测,揭示中国老年群体CPs暴露以饮食为主导(SCCPs达6.12 ng/mL),为全球POPs风险防控提供方法学基础与政策依据。

  

在工业文明高度发展的今天,氯化石蜡(Chlorinated Paraffins, CPs)这类看似普通的化学物质正悄然成为威胁人类健康的"隐形杀手"。作为广泛应用于密封剂、增塑剂和阻燃剂的工业原料,CPs因其稳定的化学特性成为典型的持久性有机污染物(POPs)。全球范围内,1930至2020年间CPs累计产量高达3300万吨,而中国近年产量更呈现快速增长趋势——仅短链氯化石蜡(SCCPs)的年产量就从2021年的8.81万吨激增至2022年的10.74万吨。这种大规模使用带来的环境残留问题日益严峻,特别是在老年群体中,由于生理机能衰退导致的污染物蓄积效应,使得CPs暴露可能引发癌症、神经毒性、内分泌干扰等多重健康风险。

然而,当前CPs人体暴露研究面临两大技术瓶颈:一是传统检测方法需要1 mL以上的血浆样本,难以满足大规模流行病学研究需求;二是缺乏能同时覆盖不同碳链长度CPs(从Cn<10的极短链vSCCPs到C18-30的长链LCCPs)的高效分析技术。更关键的是,作为易感人群的老年人,其CPs暴露的动态变化规律和主导途径尚不明确。

针对这些挑战,中国疾病预防控制中心等机构的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表了一项突破性研究。团队基于"中国60-69岁人群空气污染物生物标志物(China BAPE)"队列,创新开发了四苯基氯化磷(Ph4PCl)增强的超高效液相色谱-轨道阱高分辨质谱(UPLC-ESI-Orbitrap-HRMS)检测技术,仅需50 μL血浆即可同步检测106种CPs同系物。该方法将检测限降低至0.02-1.80 ng/mL,并成功应用于济南市76名老年人连续5个月的暴露动态研究,首次揭示了饮食作为主要暴露途径的关键证据。

关键技术方法
研究团队优化了基于Ph4PCl离子化增强的样本前处理流程,采用50 μL胎牛血清(FBS)验证方法稳定性,确定乙腈(ACN)与血清的最佳比例为4:1。通过UPLC-ESI-Orbitrap-HRMS平台,建立同时分析vSCCPs(13种)、SCCPs(24种)、MCCPs(34种)和LCCPs(35种)的方法,方法定量限(MQLs)为0.06-7.21 ng/mL。研究对象来自2018年9月至2019年1月济南老年队列,每月采集空腹静脉血并完成电子问卷,共分析315份血浆样本。

主要研究结果

  1. 方法学突破
    新建方法较传统技术样本量减少20倍,回收率达91.29%-117.35%,成功克服LCCPs低蒸气压导致的GC检测瓶颈。基质效应控制在-14.3%至11.7%之间,日内日间精密度RSD<15%。

  2. 暴露特征解析
    76名老年人血浆中SCCPs检出率最高(98.73%),平均浓度6.12 ng/mL,显著高于vSCCPs(0.91 ng/mL)、MCCPs(0.33 ng/mL)和LCCPs(0.04 ng/mL)。时间趋势显示vSCCPs和SCCPs浓度随月份递减,可能与季节性饮食变化相关。

  3. 暴露决定因素
    线性混合效应模型(LMM)证实饮食贡献占CPs总暴露量的84.71%,室内清洁习惯(如使用含CPs清洁剂)与血浆浓度呈正相关。中国老年人SCCPs暴露水平约为日本人群的10倍,反映区域污染差异。

结论与意义
该研究首次建立了适用于大规模人群CPs生物监测的"微量血浆"分析方法,为全球POPs风险评估提供了关键技术工具。揭示的饮食主导暴露机制为制定老年人群健康防护策略提供了科学依据——通过调整膳食结构和改善室内卫生习惯,可有效降低CPs体内负荷。研究结果不仅支持将MCCPs/LCCPs纳入《斯德哥尔摩公约》管控清单的提案,更为中国"新污染物治理行动"中CPs限值标准的制定提供了基线数据。随着全球老龄化加剧,这种将先进分析技术与人群暴露动态研究相结合的模式,为环境健康风险评估开辟了新范式。

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