《Journal of Chromatography A》：Sequential Ultrasonic Solvent-Assisted Gas-Liquid Microextraction for the Quantification of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Lipid-Rich Seafood
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高效檢測高脂海鮮中多環芳烴的研究：SPE-GLME聯用技術實現97%以上基質干擾消除
趙世軒|Kaw Han Yeong|葛家輝|趙金花|鄒一琳|何淼|董美華|李東浩|金向子
中國吉林省延邊市公園路977號，延邊大學綜合科學學院生物功能分子跨學科項目化學系，教育部。
摘要
本研究開發了一種集成固相萃取（SPE）和氣液微萃取（GLME）技術，用于純化復雜基質中的脂溶性物質，并將其應用于高脂肪海產品中16種多環芳烴（PAHs）的定量測定。在樣品預處理過程中，通過超聲輔助萃取后進行SPE-GLME純化，有效去除了超過97%的脂溶性化合物，特別是脂肪酸、有機酯和烷烴等干擾成分，然后進行GC-MS分析。分析性能得到了系統驗證，顯示出優異的準確性（加標回收率為81.7–102.9%）、出色的精確度（相對標準偏差RSD（n=3）為0.6–24.7%）、高靈敏度（方法檢測限MDL在0.12–1.70 μg kg?1范圍內）以及顯著的凈化能力（六種海產品樣品中目標分析物的純化度超過97%，基質效應在±20%以內）。該分析方案進一步應用于分析各種高脂肪海產品，發現其PAH濃度范圍為1.45至65.61 μg kg?1 dw。值得注意的是，16種優先考慮的PAH中有7種在所有樣品中的檢測頻率達到100%。此外，觀察到PAH濃度與其物理化學性質（如分子量、沸點和log P）之間存在顯著的負相關（Spearman ρ = -0.875至-0.902，p < 0.01）。這表明較輕、疏水性較低的PAH由于環境遷移性和生物利用度較高，更可能在海產品樣本中以較高濃度存在。總體而言，所開發的超聲-SPE-GLME-GC-MS分析方法在去除共提取干擾物方面表現出色，從而為準確測定富含脂質的海產品中的PAH提供了可靠的分析方法，有助于監測有機污染并保障食品安全。
引言
多環芳烴（PAHs）是一類臭名昭著的持久性有機污染物，在海洋環境中普遍存在，主要來源于工業排放、石油泄漏和石油徑流[[1], [2], [3]]。一旦進入水生系統，PAHs會在海洋生態系統中通過水和沉積物進行廣泛傳輸和再分布，從而引發全球性的環境污染問題。由于PAHs的化學穩定性和親脂性，它們傾向于在海洋生物體內積累并通過食物鏈放大，對海洋生態系統和人類健康構成重大威脅[4,5]。多項研究表明，高脂肪海洋生物（尤其是魚類和貝類）通常含有高濃度的PAHs，這對水生環境造成了不良影響，并對人類健康構成了嚴重的毒性風險[[6], [7], [8]]。最近的研究顯示，魚類、貝類和魷魚中的PAH總濃度分別為58.10–81.24 μg kg?1、113.14–192.78 μg kg?1和21.48–162.99 μg kg?1[9,10]。特別是在中國，從珠江口采集的魚類和貝類樣本中測得的PAH總濃度分別為46.92–198.32 μg kg?1和3.56–392.21 μg kg?1，兩種樣本的檢測頻率均為100%，表明PAH污染在多種海洋物種中普遍存在[11]。在各種PAH中，苯并[a]芘被認為是一種強致癌物，長期暴露可能導致海洋物種的生殖毒性和免疫損傷[12]。因此，準確檢測和定量海洋生物中的PAHs對于環境監測和食品安全評估至關重要。
然而，在富含脂質的海洋生物中檢測PAHs存在一系列分析挑戰，主要是由于樣品基質的復雜性和目標分析物的微量濃度[[13], [14], [15]]。特別是，飽和脂肪酸和膽固醇等共提取物質經常干擾質譜檢測的定性和定量分析。為了減輕基質效應，迄今為止報道的海產品去除和純化策略包括固相萃取（SPE）[16]、分散固相萃取（d-SPE）[17]、溶劑萃取[18]、超聲輔助萃取[19]、加壓液體萃取[20]、能量分散引導萃取（EDGE）[21]、QuEChERS（快速、簡便、廉價、高效、堅固且安全）[22]和在線動態頂空萃取[23]。最近，基于離子液體的微萃取方法已被開發用于脂肪食品和谷物基質，有效去除了共提取的脂質并減輕了基質干擾[24,25]。然而，這些預處理技術通常嚴重依賴于有機溶劑的高溶解度以及固相吸附劑與分析物之間的相互作用，難以完全去除低極性和高沸點的半揮發性脂質成分。此外，殘留的脂質化合物（如脂肪酸）會通過縮短色譜柱壽命、污染進樣口和增加維護頻率來顯著影響氣相色譜-質譜（GC-MS）的性能[26,27]。
氣液微萃取（GLME）技術利用與氣相色譜相似的原理，作為一種有前景的補充技術[[28], [29], [30]]，通過氣液界面的分配效應選擇性地提取目標分析物。在GLME過程中，目標化合物首先被熱脫附并轉移到氣相中，然后在適當的液體接收相中選擇性重新凝結和富集。由于揮發度、極性和沸點的差異，高沸點和強親脂性的共提取物優先從富集相中排除，而相對易揮發的目標分析物則被有效捕獲。與傳統SPE方法[31,32]相比，GLME與分散固相吸附劑的結合可以有效消除動物源性食品中的色素、膽固醇、脂肪酸等干擾物，從而最小化基質引起的信號抑制，實現高富集效率，同時減少溶劑消耗，并提高高脂肪基質中痕量有機污染物分析的靈敏度。
本研究開發了一種順序SPE-GLME預處理策略，有效解決了高脂肪海產品中PAHs檢測的復雜性。SPE過程用于去除親脂性和低沸點的共提取物，而隨后的GLME技術用于去除富含脂質的海洋生物中的親水性和親脂性高沸點干擾物質。這種集成純化方法有望顯著降低基質復雜性，提高分析精度并延長儀器使用壽命，為富含脂質的海產品中痕量有機污染物的質量保證和食品安全監測提供了可靠的分析框架。
化學物質和試劑
本研究中使用的分析儀器包括分析天平（XPE105，METTLER TOLEDO，瑞士）、研磨機（天津泰子儀器有限公司，中國）、離心機（LX-400，海門凱林貝爾實驗室儀器有限公司，中國）、超聲攪拌器（MUC-38，AS One Corporation，日本）、超純水系統（Milli-Q IQ7000，Millipore，美國）、氮氣蒸發器（QYN100-1，上海啟月有限公司，中國）、馬弗爐和實驗室冰箱。三種同位素標記
海產品樣品的脂質組成及SPE-GLME的脫脂效率
選擇西班牙鯖魚作為代表性高脂肪海產品，以評估集成SPE-GLME方法對共提取物質的純化性能。通過比較圖1所示的總離子色譜圖（TICs），可以看出在SPE-GLME處理之前，提取物中存在大量干擾峰（圖1A），這顯著影響了PAHs的準確檢測。經過連續的SPE純化后
結論
本研究建立了一種有效的分析方法，通過結合超聲萃取和集成SPE-GLME純化方法，準確定量了高脂肪海產品中的16種PAHs，消除了親脂性基質成分。通過這種順序兩步純化方法，海產品提取物中的脂質去除率超過了97%，實現了對富含脂質基質中16種PAHs的精確定量分析。
CRediT作者聲明
趙世軒：研究、撰寫 - 原稿準備、審閱和編輯；Kaw Han Yeong：研究、方法學、監督；葛家輝：方法學；趙金花和鄒一琳：監督；何淼和董美華：資源和監督；李東浩和金向子：資源、監督、撰寫 - 審閱和編輯、資金獲取。
CRediT作者貢獻聲明
趙世軒：撰寫 – 審閱與編輯，撰寫 – 原稿，研究。Kaw Han Yeong：監督、方法學、研究。葛家輝：方法學。趙金花：監督。鄒一琳：監督。何淼：監督、資源。董美華：監督、資源。李東浩：撰寫 – 審閱與編輯、監督、資源、資金獲取。金向子：撰寫 – 審閱與編輯、監督、資源、資金獲取。
利益沖突聲明
代表所有作者，我確認本手稿的內容尚未被版權保護或發表在其他地方，目前也沒有考慮在其他地方發表。所有作者都直接參與了本研究的規劃、執行和/或分析。
本手稿的內容在《色譜學A》期刊接受發表之前，不會被版權保護、提交或發表在其他地方。沒有直接相關的手稿
致謝
本研究得到了國家自然科學基金（編號22206171、22206208、22466035）的支持。
