饮用水中12种PFAS、植物基奶替代品和脱脂牛奶中同时定量综合分析方法验证

《Food Chemistry》：Validation of an integrated analytical method for the simultaneous quantification of 12 PFAS in drinking water, plant-based milk alternatives and skimmed milk

　　

验证了用于水和低脂牛奶基质中12种PFAS的超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)方法。集成的QuEChERS-SPE工作流程用于可靠的多基质PFAS分析。低LOQ和同位素稀释确保准确的PFAS定量。

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类高度持久性的合成化学物质，广泛应用于工业产品和食品接触材料，导致环境普遍污染，并通过食物链进入人体。流行病学证据表明，长期暴露于PFAS（即使低剂量）与内分泌干扰、免疫毒性和肝毒性等健康风险相关。欧洲食品安全局（EFSA）设定了PFOA、PFOS、PFNA和PFHxS四种PFAS的每周耐受摄入量（TWI）为4.4 ng/kg体重，欧盟指令（EU）2020/2184和推荐（EU）2022/1431分别对饮用水和牛奶中的PFAS设定了限量。然而，目前标准化分析方法主要针对饮用水和固体食品，低脂液体食品如脱脂牛奶和植物基奶替代品（如大豆、燕麦、椰子饮料）仍缺乏统一的方法学。这些基质虽脂质含量低，但残留蛋白质等成分会与PFAS相互作用，影响提取效率和仪器响应，且现有方法常需多步净化，耗时且可能造成分析物损失。因此，研究人员开发并验证了一种集成QuEChERS提取和一步弱阴离子交换（WAX）固相萃取（SPE）净化的方法，结合超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS），同时定量饮用水、脱脂牛奶和植物基奶替代品中12种PFAS。该方法旨在实现高灵敏度、准确性和重现性，避免基质匹配校准，并应用于实际样品以评估污染水平。论文发表在《Food Chemistry》。

研究人员采用了以下主要关键技术方法：样品经QuEChERS提取（乙腈、NaCl和MgSO₄）后，进行一步WAX/石墨化炭黑SPE净化（Strata-PFAS柱），UHPLC-MS/MS分析采用C18反相色谱柱（100×2.1 mm，2.6 μm）和负离子加热电喷雾电离（H-ESI）多重反应监测（MRM）模式。同位素内标（¹³C₈-PFOA和¹³C₈-PFOS）和替代标准（¹³C₆-PFHxA和¹³C₉-PFDA）用于校正基质效应和提取损失。样品来源包括20瓶装水、15脱脂牛奶和15植物基奶（杏仁、椰奶、燕麦、大豆饮料）购自意大利超市。

**3.1. Instrumental approach**
研究人员采用定时MRM模式采集数据，使用定量离子进行定量，但未进行离子比例确认，这是当前工作流程相较于标准确认方法的局限性。

**3.2. Calibration results**
所有分析物在0.0005–0.0100 μg/L范围内线性良好（R² ≥ 0.990）。饮用水LOD为0.00014 μg/L，LOQ为0.0005 μg/L；牛奶和植物基奶LOD为0.0012 μg/kg，LOQ为0.0040 μg/kg。该LOQ低于欧盟推荐限值，且在最坏情况下仅占TWI的约5%，灵敏度足够用于暴露评估。

**3.3. Method reliability**
在三个加标水平下，饮用水RSD%为3.2%–12.6%，植物基奶为3.0%–11.4%，脱脂牛奶为5.9%–15.5%，均低于20%接受标准。低浓度下变异稍高，符合痕量分析规律。

**3.4. Procedure accuracy**
在饮用水和食品基质中，短链PFAS（如PFBS、PFHxA）回收率集中在95%–110%，变异较小；长链PFAS（如PFDA、PFOS）在脱脂牛奶中回收率分布更宽，可能与蛋白质结合有关，但所有回收率均在70%–130%和80%–120%接受范围内。

**3.5. MEs evaluation results**
使用同位素内标后，基质效应显著减轻（ME值在80%–120%之间），无需基质匹配校准；未校正时，部分分析物在脱脂牛奶中表现出离子抑制（如PFDoA为64%）或增强（如PFNA为124%）。

**3.6. PFAS in different matrices**
实际样品分析显示，所有样品中目标PFAS均低于LOQ或未检出，仅脱脂牛奶中PFDA被检出（中位浓度0.0023 μg/kg），但低于LOQ，无法准确定量。替代标准回收率均在70%–130%内，表明提取和净化过程有效。

**总结讨论：** 该方法结合一步净化和同位素稀释，成功实现了多基质中PFAS的可靠定量，尽管缺少离子比例确认和样品数量有限，但仍为食品安全监测提供了稳健工具。**结论部分翻译：** 本研究验证了一种集成UHPLC-MS/MS方法，用于同时测定饮用水、脱脂牛奶和植物基奶替代品中12种PFAS。分析性能满足Eurachem验证标准，线性优异（R² ≥ 0.990）。饮用水LOD和LOQ分别为0.00014和0.0005 μg/L，脱脂牛奶和植物基奶替代品分别为0.0012和0.0040 μg/kg。精密度和准确度在所有基质中均令人满意，RSD低于20%，回收率在既定接受范围内，中高加标水平尤为稳定。每项PFAS的LOQ为0.0040 μg/kg（4 ng/kg），为超痕量定量监测提供了足够灵敏度。有效的一步净化、充分色谱分离和同位素稀释确保了即使存在基质效应时的可靠定量。尽管观察到离子抑制或增强（尤其在脱脂牛奶中），但同位素标记内标和替代标准的使用有效校正了提取变异和仪器基质效应，因此无需基质匹配校准即可实现准确定量，支持该方法在单一分析工作流程中适用于多种基质。然而，缺少离子比例评估应视为相对于当前确认方法的局限性，未来用于监管确认的应用宜纳入每个分析物的两个MRM转变及离子比例评估（或适当使用高分辨质谱确认）。对50个商业样品的应用表明，瓶装水和植物基奶中污染可忽略。唯一可检出结果是脱脂牛奶中PFDA（中位浓度0.0023 μg/kg），仍低于方法LOQ（0.0040 μg/kg）。因此，在分析样品集中，PFAS污染仅限于痕量、不可定量水平。应考虑一些局限性：商业样品数量相对有限、缺少离子比例评估，以及随着毒理学证据发展当前监管阈值可能被重新审视。总体而言，所提方法代表了多基质PFAS监测的稳健且协调的工具，可支持未来食品安全监控和暴露评估策略。