一种用于人群暴露组范围关联研究的、新型靶向高通量血清化学混合物谱分析工作流程

研究背景

环境污染物组成复杂、酸解离常数跨度大，其在生物基质中的同步检测一直是分析化学领域的重大挑战。

方法开发

本研究基于岛津LCMS-8060 NX开发了一种高灵敏、高通量的同步定量方法。通过采用血清磷脂去除净化技术并优化流动相pH条件，实现了血清中230种环境污染物的同步定量分析，包括有机磷酸酯（OPES）、大环内酯类抗生素、激素、β-激动剂、防腐剂、染发剂、磺胺类药物、沙星类抗生素、尼卡巴嗪、防晒剂、抗组胺药、农药残留、双酚和PFASs，为复杂的血清生物样本暴露组大规模污染物的同步筛查建立了可靠的分析方案。

LCMS-8060 NX

优化前处理和仪器分析方法

1. 前处理优化：对比溶剂和基质下不同前处理方法血清污染物的提取效率和损失程度。

2. 仪器分析：基于LC-MS/MS优化，其中酸碱流动相分离解决广谱污染物分析的pH适配性问题，同时注入代偿溶剂方式减轻溶剂效应对定量结果的影响。

3. 方法验证：通过对比不同的前处理方法，最后选择磷脂去除板（PRP）萃取方法。这一方法下目标分析物基质匹配标准曲线R²＞0.99，85.6%的目标分析物表现出基质效应在可忽略范围内（80-120%）。所有目标分析物回收率均稳定在70-130%，其中89.1%的化合物在0.5、1、20ppb浓度下保持高回收精度（80-120%）。此外所有污染物的RSD在所有测试浓度下均<30%。

队列实际检测中，日内精密度范围为0.2%-18.7%，日间精密度为0.2%至30%，其中100.0%的分析物达到<20%的RSD日内精度标准，97.8%满足20%的日间精度门槛。

4. 实际样本检测：对福清队列参与者血清样本的分析检测出22种污染物，检出率＞30%，首次提供了脱氢乙酸暴露与高尿酸血症患病率在人群中存在剂量-反应关系的证据。

结果与分析

不同提取方法对多种污染物同时检测的回收率及相对标准偏差（RSD）

A. 液-液提取（LLE）和直接蛋白沉淀（DPP）中污染物的回收率；

B. 不同污染物类别中LLE和DPP方法几何平均回收率的比较；

C. LLE和DPP方法的方法稳定性评估；

D. 按污染物类型分层的LLE和DPP方法几何平均相对标准偏差

A. 直接蛋白质沉淀法(DPP)与磷脂去除板萃取法(PRP)的基质效应；

B. 按污染物类别分层下DPP和PRP方法的几何均值基质效应；

C. DPP和PRP方法在不同污染物类别中的校准曲线性能评估；

D. DPP和PRP方法的污染物回收率频率分布直方图对比。横轴显示由DPP方法获得的回收率分布，纵轴显示由PRP方法获得的回收率分布；

E. 按污染物类型分层下DPP和PRP方法的几何均值相对标准偏差（RSD）。

综上所述，本研究开发了一种高度灵敏、广谱的超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）分析方法，实现了对血清中230种环境污染物的同时定量分析。方法验证表明，所有目标分析物均能被准确定量（相对标准偏差，RSD <15.1%），其中98.3%的化合物回收率良好（80%-120%）。对福清队列参与者血清样本的分析检测到了22种污染物，其检出频率超过30%，其中PFHpA和PFOA被鉴定为高尿酸血症的风险因素。值得注意的是，我们首次在人群中提供了脱氢乙酸暴露与高尿酸血症患病率之间存在剂量-反应关系的证据。本研究为在复杂生物样本中同时筛查暴露组尺度的污染物提供了可靠的解决方案。

文章题目

《A novel targeted high-throughput workflow for serum chemical mixture profiling in population exposome-wide association studies》

期刊：Talanta

期刊影响因子：6.7

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.talanta.2026.130275

使用仪器：岛津LCMS-8060 NX

作者：Yan Wu ^1,2#, Linlin Chen ^1,2#, Jie Zhan ³, Lisong Chen ⁴, Shanshan Du ^1,2, Ding Rui ⁵, Weimin Ye ^1,2*

福建医科大学公共卫生学院叶为民/吴衍研究团队