电子垃圾拆解工人血清中多溴联苯醚代谢产物的识别及其特征

负化学电离源(negative chemical ionization，NCI)：反应气为甲烷，离子源温度200℃，四极杆温度150℃，界面温度300℃。仪器分析时，采用全扫描和选择离子同时监测模式，全扫描检测离子质量范围为M/Z300~950，选择离子质量分别为79.0，81.0，406.7，408.7，486.7，488.7。
2实验结果和讨论
2.1多溴联苯醚在人体内的蓄积代谢
本课题组前期的研究结果表明，贵屿地区电子垃圾拆解工人暴露于高浓度的多溴联苯醚，尤其是十溴代联苯醚(BDE 209)的含量比国外从事类似职业的人群高50~200倍[5]。代谢是污染物离开生命体的一种重要途径，动物实验表明，PBDEs可以在动物体内代谢成羟基代谢产物。本研究对工人血清中PBDEs可能的羟基代谢产物进行了分析，识别出3种不同于以往文献报道的高溴代多溴联苯醚羟基代谢产物。由于具体结构信息还不明确，以下分别以M1，M2，M3表示，如图2所示。
由于缺少相关标准品，如何证明发现的3个化合物是PBDEs的代谢产物成为本研究的关键。首先，通过过程空白实验和基质加标实验证明，这些新化合物并非是实验过程引入，或者是PBDEs在样品处理和仪器分析过程中发生化学反应生成的新物质。其次，色谱分析表明，这3个化合物在非极性毛细管色谱柱上的保留时间均低于十溴联苯醚，分列于3个九溴联苯醚两侧。结合工人血清样品中BDE-209的浓度显著高于其他研究人群，我们初步分析工人血清样品中发现的这3个代谢产物的前驱体为BDE-209。据此可以得出，BDE-209不但可以在人体内蓄积，而且还能够发生代谢，生成的羟基代谢产物同样能够蓄积在体内。

图2工人血液样品和高溴数多溴联苯醚标样的色谱图
为了获得这些代谢产物尽可能多的结构信息，将3份样品混合，重新过酸性硅胶小柱净化，采用相同的色谱参数对合并的样品进行全扫描分析，扫描离子质量范围为M/Z300~950。在NCI模式下，含卤联苯醚类化合物一般是从醚键发生断裂，分别形成两个含有醚氧键的碎片峰。本研究发现的3个化合物都遵循这一原则，质谱谱图如图3所示。

图3化合物M1，M2，M3的NCI全扫描质谱图
图3中，尽管在NCI全扫描模式下各化合物产生的分子碎片信息较少，化合物M1依然产生了许多特征的碎片离子，其主碎片峰由醚键断裂形成。一个主碎片峰为苯环上含有1个醚氧键4个溴原子(406.6/408.6)；另一个主碎片峰苯环上除含有1个醚氧键和4个溴原子，还包含了1个OCH3取代基(436.6/438.6)。此外，高质量数逐级脱溴的离子碎片峰也非常明显，推测M1为含有8个溴原子的多溴联苯醚甲氧基取代物，每个单环上分别包含4个溴原子。M2的质谱特征与M1类似，其主碎片峰也是醚键断裂后的两个特征离子分峰(406.5/408.5，438.5/440.5)，与M1所不同的是分子离子和高质量数逐级脱溴形成的碎片离子不明显，推测M2也是一个含有8个溴原子的多溴联苯醚甲氧基取代物。相同色谱条件下，M3保留时间介于3个九溴联苯醚和BDE-209之间(见图2)，暗示M3可能是一个含有9个溴原子的多溴联苯醚甲氧基取代物。NCI质谱特征表明，M3的主碎片峰为苯环上含有1个醚氧键和5个溴原子的离子(486.4/488.4)。醚键断裂后形成的另一个半分子离子峰(438.7)属于第三强峰，暗示该粒子不稳定，继续断裂形成苯环上含有1个醚氧键和4个溴原子(408.4/410.4)的碎片稳定性更强，属于第二强峰。尽管NCI质谱给出的结构信息还不是很全面，由M3主碎片离子的断裂规律也可以进一步推测M3是一个含有9个溴原子的多溴联苯醚甲氧基取代物。图4给出了M1，M2，M3可能的结构简式。

图4BDE-209在人体血液中可能形成的代谢产物
2.2代谢产物的确定
本课题组合成了大量甲氧基多溴联苯醚，采用不同极性的柱系统对所合成的标样与样品中发现的代谢产物进行共柱分析。经对比发现，样品中检出的M1，M2分别为两个邻位被羟基取代的化合物，即6-OH-BDE-199和6-OH-BDE-196，而M3为邻位被羟基取代的九溴多溴联苯醚，即6-OH-BDE-206，如图5所示。从文献资料可知，自然源生成的羟基多溴联苯醚的羟基均位于醚键的邻位，由动物代谢实验获得的代谢产物的羟基多取代醚键的间位或对位。而本研究中发现的这3个代谢产物均为邻位取代产物，与上述结论并不一致，具体原因还有待深入研究。