《Journal of Separation Science》:A Versatile Method for Determination of Resin Acids in Occupational Softwood Sawmill Dust Samples by Liquid Chromatography-Atmospheric Pressure Chemical Ionization-Mass Spectrometry
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职业性接触软木(针叶树)粉尘与上下呼吸道症状、眼刺激、接触性皮炎及鼻窦鼻腔癌风险升高相关,木材粉尘亦被国际癌症研究机构列为人类致癌物(Group 1)。树脂酸(resin acids)作为软木中天然存在的提取物(extractives),其组成随树种差异显著,
职业性接触软木(针叶树)粉尘与上下呼吸道症状、眼刺激、接触性皮炎及鼻窦鼻腔癌风险升高相关,木材粉尘亦被国际癌症研究机构列为人类致癌物(Group 1)。树脂酸(resin acids)作为软木中天然存在的提取物(extractives),其组成随树种差异显著,并被怀疑参与上述健康效应;其中松香(colophonium)中的主要致敏成分多为氧化衍生物,而稳定氧化标志物7-氧代脱氢松香酸(7-oxodehydroabietic acid, 7-OXO)可用于示踪氧化程度。已有分析策略(如GC-MS需衍生化、LC-ESI-MS)在关键异构体(如左旋海松酸、异海松酸、海松酸、松香酸)分离上受限。研究人员旨在建立一种快速、稳健、灵敏且选择性的液相色谱-质谱方法,用于挪威锯木厂个人软木粉尘样本中单个树脂酸的测定。研究人员系统评估六种反相色谱柱与多种流动相体系,最终采用C18-amide柱(150×2.1 mm,3 μm),以乙腈与30 mM乙酸铵(pH 6.30)等度洗脱(0.3 mL·min?1,15 min),并联用负压大气压化学电离(APCI?)单离子监测(SIM):m/z 313.2(7-OXO)、299.2(脱氢松香酸、左旋海松酸、松香酸、异海松酸/海松酸等)及m/z 301.2(氘代内标d?-DHAA)。该方法应用于六例个人采样滤膜提取物,实现五种树脂酸及一例氧化产物的判定,样品前处理最简,适合职业暴露常规监测。
研究背景与问题提出
软木粉尘职业暴露关联呼吸系统刺激、皮炎与鼻窦鼻腔癌风险,木材粉尘属IARC一类致癌物。木材中的低分子量提取物——树脂酸,因树种组成差异大,被疑为种间健康效应差异的关键媒介。松香中树脂酸易氧化,其过氧化物不稳定,故以稳定产物7-OXO示踪氧化。既有方法如GC-FID/GC-MS需衍生化、耗时且易水解;LC-ESI-MS对左旋海松酸(LPA)、异海松酸(IPA)等异构体分离不足。原有C12极性脲基柱已停产,亟需重建可区分IPA、AA、LPA的免衍生LC-MS平台。
研究目标与总体结论
研究人员以挪威锯木厂个人可吸入与胸外区软木粉尘PVC滤膜样本为对象,构建基于C18-amide反相色谱与APCI负离子SIM检测的LC-APCI-MS方法。结论显示:该方法在15 min内实现7-OXO、脱氢松香酸(DHAA)、LPA、AA及IPA+PA总和的分离定量;前处理极简、线性与精密度优良,适于职业树脂酸暴露常规监测,但分辨率仍低于GC类技术。
主要关键技术方法
研究采用挪威锯木厂作业班8 h个人采样:锥形可吸入采样器(CIS)与BGI GK2.69旋风器配37 mm PVC滤膜。核心方法为UHPLC-QqQ-MS平台,筛选六根不同固定相色谱柱;最终以ACE Excel C18-amide(150×2.1 mm,3 μm)等度洗脱(乙腈/30 mM NH?Ac pH 6.30 = 70:30,0.3 mL·min?1);电离用APCI负模式,电晕电流15 μA,汽化室343°C,毛细管350°C,SIM监测m/z 299.2/301.2/313.2;以d?-DHAA为内标,甲醇振荡提取、0.20 μm尼龙针式过滤后进样8 μL。
结果与各节结论
3.1 分离条件优化
测试多柱与含甲酸/甲酸铵/乙酸铵流动相,仅C18-amide柱在乙腈/10 mM乙酸铵(pH 5.5–6.5,70:30)下于15 min内获得良好峰形,并首次在该类固定相实现IPA、AA、LPA有效拆叠;pH升至6.3兼顾保留时间与稳定性。
3.2 检测条件优化
直接输注实验排除ESI±与APCI+;APCI?仅得去质子准分子离子[M-H]?,MRM无足量碎片故用SIM。pH 6.3缓冲液在连续16针中信号与保留时间最稳,选定终参。
3.3 方法学验证
以空白滤膜加标模拟全程,线性范围0.04–4 ng(对应10–1000 ng/样),相关系数>0.9995;批内RSD 0.2%–5.3%,批间RSD 0.1%–4.8%,保留时间RSD<0.7%;按100%回收率质量LOD约5.3–6.3 ng/样(7-OXO略高);溶液-20°C避光稳定≥1月。PA与IPA共洗脱,以IPA当量定量IPA+PA。
3.4 锯屑样本实测
六例个人样本测得DHAA、LPA、AA、IPA+PA及7-OXO;总树脂酸(TRA)多数超ACGIH TLV(1 μg·m?3),两例超英国OEL(0.05 mg·m?3)。AA峰拖尾中检出共洗脱新松酸(NA)与海松酸(PALA),二者与AA同m/z 299,靠保留时间归属,以AA信号等效折算总和。
讨论与结论翻译
讨论指出:LC-APCI-MS较既往LC法提升异构体分离,但弱于GC-MS/GC-FID的逐组分解析;因同分异构体同分子量,无色谱分离则MS不能分辨,且最优色谱条件下碎片离子弱。方法以最小前处理达成快速例行监测。
结论(翻译):本研究展示了一种通用、快速、稳健、灵敏且选择性的LC-APCI-MS方法,相较早期LC方法改善了树脂酸分离。该策略虽对精确组分解析弱于GC技术,但凭极简前处理成为软木锯木厂个人职业树脂酸暴露监测的理想手段。
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制作树脂酸异构体分离难点对照表 模拟审稿意见并给出方法学改进建议 制作树脂酸异构体分离难点对照表 模拟审稿意见并给出方法学改进建议