廖楨葳，羅明標(biāo)，李建強(qiáng)，彭真，常陽(yáng)

（東華理工大學(xué) 應(yīng)用化學(xué)系，江西 撫州 344000）

目前，食品安全是一個(gè)世界性問題，隨著瘋牛病、二噁英、蘇丹紅、問題奶粉、毒豆角、地溝油等一系列食品不安全事件的發(fā)生，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注食品安全。由食品污染所導(dǎo)致的疾病已成為全世界最為廣泛關(guān)注的安全衛(wèi)生問題之一，食源性疾病的發(fā)病率在發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家都呈現(xiàn)出上升態(tài)勢(shì)。從20世紀(jì)60年代至今，由有“世紀(jì)之毒”、“隱形殺手”多種惡名的二噁英引起的污染事件大家都耳熟能詳，像美國(guó)雛雞浮腳病事件、越戰(zhàn)落葉劑事件、日本米糠油事件、意大利二噁英中毒事件、我國(guó)臺(tái)灣省的二噁英污染事件、比利時(shí)肉雞污染事件及烏克蘭總統(tǒng)尤先科“變臉”被確診為二噁英中毒所致，全球幾乎每一個(gè)地方都暴露在它的污染之下，連加拿大北極地區(qū)的生物都受過(guò)二噁英污染[1-2]。因此，清楚認(rèn)識(shí)和了解二噁英并采取有效防治措施刻不容緩。

1 二噁英類化合物的性質(zhì)及來(lái)源

1.1 性質(zhì)

二噁英類化合物[3]（DLCs）是指那些能與芳香烴受體（Ah-R）結(jié)合，并且導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生各種生物化學(xué)變化的一大類物質(zhì)的總稱，主要包括：多氯代二苯并二噁英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）、共平面多氯聯(lián)苯（簡(jiǎn)稱Co－PCBs）及多溴代二苯并二噁英（PBDDs）[4]。該類物質(zhì)通常為固體，極難溶于水和酸堿、可溶于大部分有機(jī)溶劑，是無(wú)色無(wú)味的脂溶性和親脂性物質(zhì)[5]。他們是目前已知的環(huán)境荷爾蒙中毒性最大的一種，毒性因結(jié)構(gòu)不同而有差異，迄今為止發(fā)現(xiàn)毒性最強(qiáng)的化合物是2，3，7，8－四氯代二苯并二噁英（簡(jiǎn)稱2，3，7，8－TCDD），它比氰化鉀要毒100倍以上，已被世界衛(wèi)生組織判定為一級(jí)致癌物[6-8]。

1.2 來(lái)源

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品的產(chǎn)生及廢物焚燒是其主要來(lái)源，森林大火和火山爆發(fā)為可能的天然來(lái)源。二噁英在環(huán)境中不容易降解，并具有半揮發(fā)性，能夠通過(guò)大氣、沉積物、土壤、食物鏈傳到動(dòng)物或人類，從而產(chǎn)生“全球蒸餾效應(yīng)”，也稱“蚱蜢跳效應(yīng)”，被二噁英污染的牧草、谷物或飲水被動(dòng)物采食后蓄積于動(dòng)物的脂肪組織里，人吃了受二噁英污染的食品，則對(duì)身體有危害，人體攝入的二噁英約90%來(lái)自受環(huán)境污染的食物，皮膚和呼吸道吸收也是二噁英進(jìn)入人體的重要途徑，固體垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英伴隨著可吸入顆粒進(jìn)入呼吸道，可經(jīng)過(guò)肺的吸收進(jìn)入機(jī)體[9-11]。

2 二噁英類化合物的檢測(cè)方法

2.1 提取方法

食品中二噁英類化合物的檢驗(yàn)屬于超痕量級(jí)、多組分和前處理復(fù)雜的技術(shù)，對(duì)特異性、選擇性和靈敏度的要求極高，因此成為當(dāng)今食品分析領(lǐng)域的難點(diǎn)。其分析通常分為樣品采集、提取、凈化和富集、分離和定量分析5個(gè)步驟。常用的提取方法可以分為磺化法、堿解法、層析法、索氏提取法、溶劑提取法等。近年來(lái)，常用超聲提取、超臨界流體萃取、加速溶劑萃取、微波提取法代替索式提取技術(shù)，不僅縮短提取時(shí)間，而且減少有毒溶劑的使用量[12-13]。

將干燥后的樣品旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)并將旋轉(zhuǎn)液溶于正己烷中，用無(wú)水硫酸鈉干燥，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)，接著進(jìn)行凈化步驟。萃取和凈化流程分別如圖1和圖2所示[14]。

提取液的凈化大多采用柱色譜法，目前主要采用的色譜柱有復(fù)合硅膠柱、堿性氧化鋁柱和活性炭柱。柱層析往往采取幾根層析柱串聯(lián)或多種填料填柱的方法[15]。近年來(lái)也有用薄層色譜來(lái)凈化提取物。

2.2 測(cè)定方法

1941年Adams等最早報(bào)道了二噁英類化合物檢測(cè)方法，用于大白兔皮膚檢測(cè)。他們將2，3，7，8－TCDD涂布于大白兔內(nèi)耳皮膚，觀察它們的炎癥反應(yīng)。1962年Jones和Krizek拓展了該方法[14]。根據(jù)檢測(cè)原理不同，可將二噁英類化合物的檢測(cè)方法分為化學(xué)分析法、生物檢測(cè)法、免疫學(xué)方法、電化學(xué)及激光技術(shù)等，其中色譜法是主要的化學(xué)分析方法。

2.2.1 色譜法

色譜法有氣相色譜法、液相色譜法、膠束電動(dòng)色譜法、質(zhì)譜法和及其聯(lián)用技術(shù)。色譜學(xué)方法是目前國(guó)際認(rèn)可的檢測(cè)二噁英類化合物分析的標(biāo)準(zhǔn)方法，主要以高分辨氣相色譜與高分辨質(zhì)譜（HRGC/HRMS）聯(lián)用技術(shù)為主。20世紀(jì)60年代起人們開始使用氣相色譜測(cè)定實(shí)際樣品的檢測(cè)方法。該方法可以分為內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法和同位素稀釋法。與內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法相比，同位素稀釋法具有檢出限低、選擇性好、特異性強(qiáng)，還可以分離該類物質(zhì)的同分異構(gòu)體等很多優(yōu)點(diǎn)，能消除內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法響應(yīng)不同所帶來(lái)的誤差。但是其樣品前處理復(fù)雜，樣品測(cè)試周期長(zhǎng)，對(duì)操作人員要求高，檢測(cè)成本高的缺點(diǎn)。另外，檢測(cè)的方法必須使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，但目前還有部分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)國(guó)內(nèi)外都沒有[16-17]。全球只有少數(shù)實(shí)驗(yàn)室具備二噁英檢測(cè)能力，1996年我國(guó)建立第一個(gè)二噁英研究實(shí)驗(yàn)室。世界上某些國(guó)家建立了自己的檢測(cè)方法，如表1所示[18-19]。

表1 二噁英類化合物的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法Table 1 Regulatory methods for the analysis of dioxins

2.2.2 生物檢測(cè)法

生物檢測(cè)法（BDMs）[20-21]是依據(jù)二噁英的毒性作用機(jī)制，基于一些關(guān)鍵生物分子（如受體、酶等）識(shí)別二噁英類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征，或細(xì)胞或生物體對(duì)二噁英類物質(zhì)的特殊反應(yīng)能力。最早建立的生物檢測(cè)方法是在20世紀(jì)70年代，通過(guò)熒光定量來(lái)檢測(cè)被二噁英誘導(dǎo)產(chǎn)生的多環(huán)芳烴酶活力的增加。2000年美國(guó)環(huán)保局規(guī)定了生物篩選方法；2001年美國(guó)食品及藥品管理局把該方法應(yīng)用到食品中的二噁英的檢測(cè)。2002年7月歐盟將利用細(xì)胞和利用試劑盒的生物檢測(cè)法作為篩選方法。2004年日本國(guó)土交通省首次公布了河流及湖泊底泥二噁英檢測(cè)中采用生物檢測(cè)技術(shù)并于2005年發(fā)布二噁英檢測(cè)的生物分析方法的檢測(cè)細(xì)節(jié)。生物學(xué)檢測(cè)方法雖不能檢測(cè)二噁英類化合物的各個(gè)成分，但它簡(jiǎn)便、快速、費(fèi)用低，并且能更準(zhǔn)確地反映二噁英類化合物對(duì)生物體當(dāng)前以及潛在的作用。由于生物檢測(cè)方法在靈敏度和精確度上較傳統(tǒng)方法稍低，適合于大量樣品的篩選和快速半定量檢測(cè)。常見的生物分析法如表2所示[22-27]。

表2 二噁英類化合物的生物檢測(cè)方法Table 2 Bioassay methods for the analysis of dioxins

2.2.3 免疫學(xué)方法

免疫法[28-30]是從二噁英的致毒機(jī)理出發(fā)，當(dāng)二噁英類化合物與細(xì)胞接觸時(shí)，首先會(huì)與細(xì)胞內(nèi)的芳香烴受體相結(jié)合，然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)。二噁英類化合物在體內(nèi)和芳香烴受體結(jié)合，結(jié)合的緊密程度決定其毒性水平。因芳香烴受體是二噁英類化合物發(fā)揮毒性作用機(jī)制的基礎(chǔ)物質(zhì)，它的被活化程度與該物質(zhì)毒性一致。用芳香烴受體法測(cè)定的是二噁英與芳香烴受體的結(jié)合程度，通過(guò)芳香烴活化程度的測(cè)定來(lái)間接的表達(dá)二噁英的TEQ。芳香烴受體是TEQ的生物學(xué)基礎(chǔ)，所以用芳香烴受體法更適用于健康評(píng)價(jià)。2002年美國(guó)食品及藥品管理局規(guī)定把酶免疫分析法用于土壤中的二噁英測(cè)定。常見的方法有EROD細(xì)胞培養(yǎng)法、熒光素酶法、EIA酶免疫法、時(shí)間分析熒光免疫法（DELFIA）和通訊基因檢測(cè)法等，DELFIA是目前最先進(jìn)的免疫方法。免疫法具有簡(jiǎn)便快速的優(yōu)點(diǎn)，但是抗體難于獲得且不能檢測(cè)所有同系物，還可能出現(xiàn)假陽(yáng)性和假陰性問題，適合于作現(xiàn)場(chǎng)研究，特別是需要得到快速結(jié)果的場(chǎng)合。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道總結(jié)了化學(xué)分析法、生物分析法及免疫學(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，如表3所示。

表3 化學(xué)法、生物法、免疫法的優(yōu)缺點(diǎn)比較Table 3 Comparison of chemical analysis with bioassay and immunoassay

由上表可知，化學(xué)分析法、生物學(xué)方法和免疫學(xué)方法各自具有優(yōu)缺點(diǎn)，可互補(bǔ)使用，以滿足定量篩選、常規(guī)檢測(cè)和認(rèn)證分析等各個(gè)層次的需要。因此，工作人員可以根據(jù)檢測(cè)目的確定檢測(cè)方法，如僅需定性結(jié)果，則采用生物學(xué)檢測(cè)法或免疫分析法。如需準(zhǔn)確定量結(jié)果，則也可以首先用生物學(xué)檢測(cè)方法或免疫分析法初步檢測(cè)，對(duì)于有二噁英存在的可疑樣本再采用化學(xué)分析法進(jìn)一步分析，靈活運(yùn)用3種方法可提高工作效率。

2.2.4 其他方法

電化學(xué)方法用于研究二噁英的電化學(xué)性質(zhì)也有報(bào)道，日本學(xué)者用電解的方法電解二噁英實(shí)驗(yàn)獲得成功。二噁英的主要成份氯經(jīng)電解后，在溶液中形成氯化物或氯離子，該方法簡(jiǎn)單，使用電壓低、生成物的毒性較弱，如進(jìn)一步電解，可達(dá)到無(wú)毒化，因而具有廣泛應(yīng)用的可能性。日本大阪大學(xué)和大阪激光技術(shù)綜合研究所開發(fā)了激光快速測(cè)定的儀器來(lái)檢測(cè)二噁英，利用低能量的激光將食品中的二噁英變成氣態(tài)，然后再利用高能量的激光讓二噁英分子帶電，最后根據(jù)這些分子在測(cè)試裝置內(nèi)移動(dòng)的時(shí)間就可以計(jì)算出食品中二噁英的含量[31-33]。

3 結(jié)論與展望

隨著二噁英的毒性對(duì)人體健康的影響越來(lái)越受到科學(xué)家的重視，而傳統(tǒng)的分析方法在選擇性和靈敏度上遠(yuǎn)不能滿足對(duì)現(xiàn)代食品質(zhì)量監(jiān)測(cè)的需要。因此，二噁英的分析方法面臨著重大的技術(shù)挑戰(zhàn)，建立快速、準(zhǔn)確、靈敏的檢測(cè)方法是迫切需要解決的難題。化學(xué)分析法、生物學(xué)方法、免疫學(xué)方法及這些方法的聯(lián)用技術(shù)仍然需要完善與創(chuàng)新。直接實(shí)時(shí)分析－質(zhì)譜（DART－MS）技術(shù)自2005年發(fā)明以來(lái)因具有快速、實(shí)時(shí)、綠色的優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展，已經(jīng)作為一種新的分析技術(shù)被快速的應(yīng)用于藥物發(fā)現(xiàn)與開發(fā)、司法鑒定、材料分析等領(lǐng)域[34-39]。根據(jù)需要改進(jìn)DART-MS技術(shù)，可以將該方法運(yùn)用到食品中二噁英類化合物的檢測(cè)。

[1]周莉菊,馮家滿,趙由才.二噁英的毒性及環(huán)境來(lái)源[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,11(32):49-51

[2]Sorg O，zennegg M，Schmid P，et al.2,3,7,8-tetrachlorodibenzop-dioxin(TCDD)poisoning in Victor Yushchenko:identification and measurement of TCDD metabolites[J].The Lancet,2009,374(9696):1179-1185

[3]王連生,鄒惠仙,韓朔睽.多環(huán)芳烴分析技術(shù)[M].南京:南京大學(xué)出版社,1988.1-5

[4]繩珍,關(guān)江,曹先仲,等.二噁英的理化參數(shù)及其對(duì)人體健康的危害[J].山東化工,2008,37(7):12-14

[5]Takumi Ishida,Eri Naito,Junpei Mutoh.The Plant Flavonid,Quercetin,Reduces Some Forms of Dioxin Toxicity By Mechanism Distinct form Aryl Hydrocarbon Receptor Activation,Heat-Shock Protein Induction Nd Quenching Oxidative Stress[J].Journal of health science,2005,51(4):410-417

[6]徐旭,嚴(yán)建華,池勇,等.二噁英的理化特性及分析方法[J].能源與環(huán)境,2003,21(6):24-27

[7]仲維科,李翔,李淑娟.食品中二噁英的超痕量分析[J].檢驗(yàn)檢疫科學(xué),2004,14(4):13-15

[8]廖濤,熊關(guān)權(quán),林若泰,等.食品中二噁英類化合物的污染與分析[J].食品與機(jī)械,2008,24(4):153-165

[9]程永友,王迪,王慧文,等.二噁英分子生物學(xué)檢測(cè)方法[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī),2007,34(6):71-75

[10]Gouin T,Macky D,Jones K C，et a1.Evidence for the“grasshopper”effect and fractionation during long-range atmospheric transport of organic contaminants[J].Environmental pollution,2004,128(12):139-148

[11]Stanmore B R.The formation of dioxins in combustion systems[J].Combustion and flame,2004,136(3):398-427

[12]劉靜,崔兆杰,許宏宇,等.類二噁英類多氯聯(lián)苯的雙柱氣相色譜分析方法研究[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版,2008,38(4):116-122

[13]趙毅,張秉建,賀鵬.二噁英類化合物檢測(cè)方法的研究及展望[J].電力環(huán)境保護(hù),2008,24(6):44-47

[14]金軍等.環(huán)境有機(jī)化學(xué)與毒理-二噁英篇[M].北京:中央名族大學(xué)出版社,2006：99-129

[15]佟璐,劉然,肖明乾,等.二噁英及其類似物[J].食品研究與開發(fā).2000,(21):38-39

[16]Srogi K.Levels and congener distributions of PCDDs,PCDFs and dioxin like PCBs in environmental and human samples:a review[J].Envirommental chemistry letters,2008,6:1-28

[17]姜欣.日本對(duì)二噁英的研究現(xiàn)狀[J].皮革化工,2006,23(4):39-42

[18]Eric J Reiner,Ray E Clement,Allan B Okey,et al.Advances in analytical techniques for polychlorinated dibenzo-p-dioxins,polychlori-nated dibenzofurans and dioxin-like PCBs[J].Analytical and bioanaltical chemistry,2006,386(4):791-806

[19]王承智,石榮,祁國(guó)恕,等.二噁英類物質(zhì)檢測(cè)分析技術(shù)進(jìn)展[J].環(huán)境保護(hù)技術(shù),2006,32(2):30-33

[20]王承智,胡筱敏,石榮,等.二噁英類物質(zhì)的生物檢測(cè)方法[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2006,16(5):135-140

[21]鄭明輝,楊柳春,張兵,等.二噁英類化合物分析研究進(jìn)展[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2002,21(4):91-93

[22]程永友,楊曙明.食品及飼料中二噁英類物質(zhì)快速檢測(cè)研究進(jìn)展[J].中國(guó)飼料,2007,16(13):36-38

[23]孫晞,歐仕益,彭喜春.二噁英類化學(xué)物質(zhì)生物檢測(cè)方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué),2007,24(2):218-221

[24]李瑩,金一和.二噁英類污染物的CALUX測(cè)定法[J].環(huán)境與健康雜志,2004,21(3):168-169

[25]Hidetaka Takigami,Go Suzuki,Shin-ichi Sakai.Application of Bioassays for Detection of Dioxins and Dioxin-like Compounds in Wastes and the Environment[J].Biological respnses to chemical pollutants,2001,27(6):87-94

[26]MichaelS Denison，EvelineFYao.Characterization of the Interaction of Transformed Rat Hepatic Cytosolic Ah Receptor with a Dioxin Responsive Transcriptional Enhancer[J].Archives of biochemistry and biophsics,1991,284(1):158-166

[27]Sun X,Li F,Wang Y J,et al.Development of an exonuclease protection mendiated PCR bioassay for sensitive detection of Ah receptor agonists[J].Toxicological sciences,2004,80(1):49-53

[38]彭潔,高洪.二噁英中毒對(duì)AhR基因表達(dá)和自由基水平的影響[J].中國(guó)畜牧獸醫(yī),2009,36(12):36-41

[29]吳廣楓,孫晨星,石英.食品中二噁英檢測(cè)方法的研究進(jìn)展[J].食品科技,2007,30(11):23-28

[30]Keiji Komura,Shin-ichi Hayashi,Isao Makino,et al.Aryl hydrocarbon receptor/dioxin receptor in human monocytes and macrophages[J].Molecular and cellular biochemistry,2001,226(2):107-117

[31]袁倬斌,李珺.二噁英類分析研究進(jìn)展及展望 [J].分析化學(xué),2001,29(10):1222-1227

[32]丁鋒.食品中二噁英污染的危害性及其預(yù)防措施[J].糧油食品科技,2006,14(3):51-52

[33]馬靖,丁蕾,顧學(xué)軍,等.激光質(zhì)譜法對(duì)氯代烯烴的痕量快速檢測(cè)研究[J].中國(guó)激光,2005,32(9):1202-1206

[34]Chen Huanwen,Zheng Jian,Luo Mingbiao,et al.Surface desorption atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry for direct ambient sample analysis without toxic chemical contamination[J].Journal of mass spectrometry,2007,42(8):1045-1056

[35]Chris Petucci,Jason Diffendal,David Kaufman,et al.Direct Analysis in Real Time for Reaction Monitoring in Drug Discovery[J].Analytical Chemistry,2007,79(13):5064-5070

[36]HyeJinKim,Young PyoJang.Direct Analysis of Curcuminin Turmeric by DART-MS[J].Phytochemical analysis,2009,20(5):372-377

[37]Lukas Vaclavik,Tomas Cajka,Vojtech Hrbek,et al.Ambient mass spectrometry employing direct analysis in real time（DART）ion source for olive oil quality and authenticity assessment[J].Analytica chimica acta,2009,645(1/2):56-63.

[38]Block E,Dane AJ,Thomas S,et al.Applications of direct analysis in real time mass spectrometry（DART－MS）in Allium chemistry.2－propenesulfenic and 2-propenesulfinic acids,diallyl trisulfane S-oxide,and other reactive sulfur compounds from crushed garlic and other Alliums[J].Journal of agricultural and food chemistry,2010,58(8):4617-25

[39]Luo Mingbiao,Hu Bin,Zhang Xie,et al.Extractive Electrospray Ionization Mass Spectrometry for Sensitive Detection of Uranyl Species in Natural Water Samples[J].Analytical chemistry,2010,82(1):282-289