前言：

行表征。質(zhì)譜 (MS) 技術(shù)的進(jìn)展能夠幫助我們對(duì)一個(gè)人體樣本中數(shù)以千計(jì)的化學(xué)物質(zhì) 進(jìn)行測(cè)定 [1]。對(duì)人體內(nèi)環(huán)境中所有化學(xué)暴露的全面測(cè)定和表征是暴露組分析的主要目標(biāo)。

在“暴露組”這一范式中，內(nèi)環(huán)境由參與循環(huán)的所有生物活性化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，無論其來 自遺傳還是暴露或其他來源 [2]。這些物質(zhì)包括食物中的化學(xué)物質(zhì)、藥物、污染物、生物 轉(zhuǎn)化產(chǎn)物（代謝物）、外源性 DNA 及其他外源性、內(nèi)源性化學(xué)物質(zhì)和暴露源 [3]?？梢?通過制定質(zhì)譜策略以采用少量來自人群研究的人體樣品檢測(cè)這些化學(xué)分析物，從而確定 慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)因素。

 

暴露組學(xué)：

暴露組學(xué)是一種利用 NMR、質(zhì)譜和生物信息學(xué)等工具表征和測(cè)定暴露組的應(yīng)用。暴露組 學(xué)主要針對(duì)單一暴露特性或遺傳特性無法*解釋某一人群患病風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜慢性疾病。 利用精心設(shè)計(jì)的病例對(duì)照研究即可確定健康人群與患病人群間暴露譜的差異。如果將這 些病例研究套用到更大的前瞻性群組分析中，即可在發(fā)病前驗(yàn)證所測(cè)定分析物與患者預(yù) 后之間的因果關(guān)系。

需要注意的是，暴露組學(xué)需要采用靶向和非靶向兩種分析方法來測(cè)定人體樣品中高濃度 和低濃度的化學(xué)物質(zhì)。人體系統(tǒng)中存在的多種外部環(huán)境污染物的濃度比食品、藥品化合 物或代謝物的濃度低數(shù)千倍（圖 1），且通常低于實(shí)驗(yàn)室條件下非靶向方法的檢測(cè)限 [4]。 為測(cè)定這些低豐度分子，可以在液相、氣相或二者共用的條件下使用 MS/MS 方法。金 屬與復(fù)合有機(jī)金屬可通過 ICP-MS 進(jìn)行測(cè)定。而更需要注意的是，雖然多數(shù)分析采用血 液樣品進(jìn)行，但也需要對(duì)淋巴液、唾液、尿液或乳汁等其他基質(zhì)樣品進(jìn)行分析。

靶向暴露組學(xué)方法示例：

本文通過測(cè)定少量血漿中的難降解有機(jī)污染物 (POP) 來舉例說明靶向暴露組學(xué)研究。如 圖 1 所示，DDE、PCB、PBDE 和二惡英等 POP 的濃度均低于非靶向研究的檢測(cè)限 (LOD) (0.1 µM)。實(shí)際上，采用液相色譜-飛行時(shí)間或傅立葉變換質(zhì)譜的探索型分析對(duì)約 70% 的暴露組成分均無法檢測(cè)。氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜 (GC-MS/MS) 提供的同時(shí)具 有高靈敏度和專屬性的方法對(duì)于達(dá)到人暴露組全面定量和表征所需的 LOD *。 由于群組研究的生物樣本非常寶貴，因此研究人員通常只能得到少量生物體液用于分析。 然而，多數(shù)血液中 POP 的測(cè)定流程都需要大體積樣品以便進(jìn)行提取。例如，與美國(guó)國(guó)家 健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查研究 (NHANES) 有關(guān)的 Lab 28 方法需要 10 mL 樣品用于測(cè)定血清中的 POP。因此，嚴(yán)格的提取和高靈敏度/專屬性的質(zhì)譜方法是確保在 200 µL 樣品中檢測(cè)到 分析物的至關(guān)重要的因素。研究人員仍在不斷努力將樣品量降低至 100 µL 甚至更少。 

 

方法：實(shí)驗(yàn)中提取了 49 份人血漿樣品和三份合并參考樣品（每份 200 µL）。所采用的流程如下： 1. 取 200 µL 血漿 2. 加入 1 mL 10 M 尿素 3. 再加入 1 mL 10% 丙醇/水溶液、1 mL 甲醇和 6 mL 石油醚 4. 離心并轉(zhuǎn)移有機(jī)相 5. 用約 1 g 的弗羅里硅土進(jìn)行過濾 6. 用 MTBE/石油醚洗脫 7. 蒸發(fā)至干 8. 進(jìn)樣前復(fù)溶

 

實(shí)驗(yàn)采用 Agilent 7890B GC 以及在 El MRM 模式下運(yùn)行的 Agilent 7010A GC 三重四極 桿質(zhì)譜儀。色譜柱為 Agilent J&W HP-5ms 超高惰性色譜柱 (30 m × 250 µm, 0.25 µm)。 傳輸線溫度為 300 °C，離子源溫度為 350 °C。碰撞氣為氮?dú)?，流?1.5 mL/min。采用 目標(biāo) MRM 分析 6 個(gè) POP 化學(xué)分類中的 67 種 POP。對(duì)每個(gè)化合物均規(guī)定進(jìn)行一次定量 MRM 和一次定性 MRM 分析。在三個(gè)濃度下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能和精密度。提取后向未知樣 品中加入 13C12-DDT，用于監(jiān)測(cè)技術(shù)重復(fù)樣本的保留時(shí)間精密度和峰面積響應(yīng)等參數(shù)。 每個(gè)樣品進(jìn)樣 2 µL，各重復(fù)三次。

 

結(jié)果與討論：

本研究根據(jù) EPA 水污染物列表中報(bào)告的化合物選擇目標(biāo) POP。為了這一目的，我們通過 靶向 GC-MS/MS 測(cè)定了人血漿中的 16 種多環(huán)芳烴 (PAH)、12 種類二惡英多氯聯(lián)苯 (DL-PCB)、12 種多溴聯(lián)苯醚 (PBDE)、17 種有機(jī)氯農(nóng)藥 (OCP)、5 種二惡英和 5 種呋喃 類化合物。表 1 列出了分析中的所有化合物。

內(nèi)標(biāo) 13C12-DDT 的技術(shù)重復(fù)樣本峰面積精密度的平均 RSD 為 3%（小值 = 0.38%； 大值 = 6.79%；n = 153）。保留時(shí)間精密度為 ±0.122 min（13C-標(biāo)記 DDT 的平均保留 時(shí)間為 9.608 min）。該分析方法的靈敏度足以檢測(cè)使用 200 µL 提取體積得到的樣品中 某些濃度低至 5.0 pg/mL 的分析物。采集后的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化結(jié)果表明在這些群體樣品中檢測(cè) 到了 27 種目標(biāo)化合物。報(bào)告的 LOD 為：DL-PCB 為 0.005 - 0.02 ng/mL，OCP 為 0.05 - 0.15 ng/mL，PBDE 為 0.0075 - 0.075 ng/mL（Smith 等人于 2015 年發(fā)表的文獻(xiàn)）。近 期研究（未發(fā)表）中得到的低檢測(cè)限 (MDL) 為：DL-PCB 為 0.004 - 0.009 ng/mL； a-HCH、b-HCH 和 g-HCH 為 0.005 ng/mL；除 p,p’-DDD 為 0.028 ng/mL 外，o,p’-DDT、 p,p’-DDT 及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物均為 0.001 - 0.006 ng/mL。

 

結(jié)論： 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，200 µL 血漿樣品分析的檢測(cè)限低至 4 pg/mL，可涵蓋廣泛的 POP 濃度范 圍。本文報(bào)告的化合物濃度基于濕樣品體積測(cè)定，未考慮其中存在的多種脂質(zhì)成分。能 夠測(cè)定由較小提取體積得到的人生物體液中極低濃度的 POP 將大大改進(jìn)暴露組范式中的 暴露評(píng)估。類似本文的靶向 MS/MS 分析可用于測(cè)定不同人群中暴露譜的定性和定量 差異。