人体生物材料中甲基叔丁基醚的检测方法综述

　　甲基叔丁基醚( methyl tert － butyl ether，MTBE) 为无色透明液体，具有醚类所具有的气味，主要由甲醇和异丁烯反应而制得，称为 20 世纪 80 年代“第三代石油化学品”［1］。MTBE 作为汽油添加剂，因可提高辛烷值、减少尾气污染物排放而被广泛使用。虽然MTBE 对改善空气质量有积极的意义，但研究表明，MTBE 的大量使用已对环境和人类造成危害［2］。调查表明，长期或频繁接触 MTBE 的主要症状为眼睛黏膜及上呼吸道的不同程度的刺激反应，中枢神经受到轻微影响，还可引起皮肤皲裂、粗糙，出现头痛、头晕、恶心等症状。成人长期饮用受 MTBE 污染的水，其淋巴细胞凋亡率较对照人群明显增加。高浓度MTBE 对动 物 有 麻 醉、共 济 失 调、震 颤 和 致 癌 作用［3 －5］。因此，许多发达国家已经将甲基叔丁基醚列为禁用化学品。但在发展中国家，MTBE 仍被运用在很多领域。本文对国内外开展的人体生物材料中甲基叔丁基醚的检测方法进行了综述，为后续研究提供参考。

　　1 样品前处理技术

　　1． 1 吹扫捕集 用吹扫捕集法处理样品时无需使用有机溶剂，对环境不造成二次污染，具有受基体干扰小、取样量少、富集效率高等优点。但吹扫捕集法易形成泡沫，使仪器超载。Bonin MA 等用吹扫捕集方法处理了 4 ℃保存的抗凝全血和尿液［6］。取 5 ml ～10 ml 血液，加入 20 μl MTBE － d12同位素标记物，将样品于 30 ℃预热 3 min，30 ml/min、20 psi 的氦气吹扫 15 min，并对捕集的 MTBE 干燥净化 6 min，180 ℃热解吸 4 min 进入气相色谱 － 质谱联用( GC － MS) 仪检测。尿液样品处理方法同上。Lee CW 等也用吹扫捕集对尿液样品进行了前处理，效果较好［7］。

　　1． 2 静态顶空 静态顶空分析法选择性好、基体干扰小、减少样品预处理、适用性广、操作简便。SánchezMN 等取 0． 5 ml 唾液样品和 0． 16 g NaCl 于 10 ml 玻璃瓶中［8］，加入15 μl 用甲醇配制的四氯化碳内标液，用 PAL 自动进样器处理以上样品，70 ℃ 750 r/min 萃取 5 min 进样至 GC － MS 检测。Rasanen Ⅰ等将尿液作以下处理［9］，取 0． 5 ml 样品放入 20 ml 顶空瓶中，加入 25 μl 内标液、250 mg 无水硫酸钠，60 ℃ 孵育300 s，转速 500 r / min，进样 2 000 μl。

　　1． 3 顶空固相微萃取( HS － SPME) HS － SPME 方法操作简单快速、选择性和适应性好，一方面继承了顶空技术操作简单、不受样品基体干扰的优点; 另一方面又能在萃取的同时进行浓缩，大大提高了分析灵敏度。Vainiotalo S 等取 500 μl 尿样于 2 ml 玻璃瓶中［10］，加入 100 μl 氯苯的乙醇内标液，0． 2 g NaCl 盐析 16 h，吸附 20 min 插入气相色谱( GC) 仪进样口。

　　Blount BC 等将 5 ml 真空采血管采集的血液置于 4 ℃冰箱保存［11］，分析前混匀 30 min，取 3 ml 至顶空瓶中，并加入 40 μl 同位素标记物( MTBE － d12) ，萃取6 min待测。Rastkari N 等将采集的尿液样品 － 20 ℃保存［12］，分析时取 10 ml 尿样，加入 0． 88 g NaCl、50 μl 1 μg / L 二氧己烷的甲醇内标液。萃取纤维距液面上方0． 5 cm，55 ℃ ±0． 1 ℃的水浴锅萃取 15 min检测。Bonin MA 等用含有抗凝剂的真空采血管采集血液［13］，4 ℃ 保存，分析前混匀，取 3 ml 血液样品于10 ml顶空瓶中，加入一定量的13C3同位素标记物，将顶空瓶放入 PAL 自动进样器装置内，30 ℃孵育 10 s，萃取纤维插入顶空瓶中 350 r/min 萃取 10 min 检测。

　　Rastkari N 等用 HS － SPME 处理了 10 名健康男性尿液样品［14］，Silva LK 等也用此方法处理了血液样品［15］，取得了较好的富集效果。

　　1． 4 活性炭吸附 Vainiotalo S 用活性炭管采集呼吸气中 MTBE［10］，以流速 0． 1 L/min ～ 0． 5 L/min 采集4 h，测定前用 2 ml 二硫化碳解吸 1 h，取解吸液 1 μl进样。
　　
　　2 生物样品中甲基叔丁基醚的测定方法

　　2． 1 气相色谱 GC 具有快速简便、精确度好、灵敏度高、适用范围广、样品用量少等优点。但分析生物材料样品具有较强的基质效应，对样品的前处理要求较高。

　　Saarinen L 等用 GC － PID 检测来自芬兰的 12 名油罐车司机尿液中 MTBE［16］，检出限为 5 nmol/L，变异系数( CV) 2．7%，线性范围为 13 nmol/L ～77 nmol/L。班后首次尿 MTBE 平均浓度为 113 nmol/L ±76 nmol/L，次日( 16 h 以后) MTBE 平均浓度为 18 nmol/L ±12 nmol / L，11 名司机在 MTBE 暴露 1 h ～ 3 h 后工作一天的尿液中 MTBE 的吸收量平均值为 106 μmol。

　　Karinen R 等用 HSGC － FID 检测了在汽车上意外身亡的一男一女全血及尿液中 MTBE［17］，全血中 MTBE浓度为女性 185 mg/L，男性 115 mg/L，尿液中 MTBE浓度为女性 150 mg/L，男性 256 mg/L。外标法定量，r =0． 99998。Riffitts JM 等采用 GC － NPD 检测全血和尿液中 MTBE［18］，全血中 MTBE 线性范围为0．5 μg/ml ～50 μg / ml，尿液中为 1． 0 μg / ml ～50 μg / ml。

　　Hartle R 测定加油站工人呼吸气中 MTBE 浓度［3］，美国辛辛那区检出样品( n = 32) 的平均浓度为0． 16 mg / L; 菲尼克斯区 40 份检出样品( n = 41) 的平均浓度为 0． 3 mg/L; 洛杉矶 15 份检出样品( n = 48)的平均浓度为 0． 14 mg/L。Saarinen L 等用 GC 对芬兰 6 份加入标准溶液的样品进行检测［16］，也取得了较好的结果。
　　
　　2． 2 质谱( MS) 质谱法能进行多种超痕量分析，还可进行同位素的测定，能提供较为全面的碎片离子峰，还能提供相应的谱库进行检索，灵敏度高。但仪器精密，价格昂贵。Sánchez MN 等用 HS － MS 检测唾液中 MTBE［8］，m/z = 73、74，重复性为 6%，再现性为15% ，方法检出限为 0． 01 mg / L，并且用 GC － MS 对28 个样品的检测结果进行了验证，2 种方法的结果相差不大，MS 方法简便快速。

　　2． 3 气相色谱 － 质谱联用法 GC － MS 不仅能够避免假阳性的出现，还有更高的灵敏度，使 GC － MS 法比 GC 法更可靠、适用范围更广。但 GC － MS 仪器昂贵，维护成本较高。Rastkari N 等用 GC － MS 检测尿液中 MTBE［12］，m/z = 73、57，定量限为20 ng/L。3 组样品来源: 10 名警察从事交通管制，10 名加油站工人，10 名职业性的无 MTBE 接触的人员。班前 3 组样品尿液中 MTBE 的平均浓度分别为 734 ng/L、1 193 ng/L、49 ng / L; 班末时 3 组样品尿液中 MTBE 的平均浓度分别为14 458 ng/L、16 636 ng/L、324 ng/L。Vainiotalo S等用 GC 检测尿液中 MTBE［9］，m/z = 73，定量限5 nmol / L，RSD 为 5． 5% 。Bonin MA 等用 GC － MS 同位素稀释法检测全血及尿液中 MTBE［6］，全血中 MT-BE 最低检出限为 0． 01 μg / L，线性范围为 0． 05 μg / L ～18． 25 μg / L，13 个样品的平均加标回收率为 97． 4% ±4． 8% ，样品 MTBE 浓度为0． 01 μg / L ～ 0． 13 μg / L，中间值为0． 023 μg/L。尿液中 MTBE 平均加标回收率为87． 7% ±4． 2% ，浓度为0． 015 μg / L。Blount BC 等低浓度加标的 RSD 为7% ( 0．115 μg/L ±0．008 μg/L)［11］，高浓度加标 RSD 为 5%( 0． 568 μg/L ±0． 027 μg/L) ，m/z =73、57，内标物2H12的特征离子 m/z = 75，可报告范围0． 100 μg / L ～ 20 μg / L。样品储存 10 个星期的稳定性实验显示只有小幅度的下降。Rastkari N 等检测了10 名健康男性尿液中 MTBE 含量［14］，r≥0． 992，线性范围为 10 ng/L ～5 000 ng/L，检出限为 10 ng/L，样品中 MTBE 浓度为0 ng/L ～1 654 ng/L。Rasanen Ⅰ等、Silva LK 等 对 血 液 和 尿 液 中 的 MTBE 进 行 了 测定［9，15］，Lochner A 也用 GC － MS 对唾液样品中 MTBE进行了检测［19］.
　　
　　Vainiotalo S 等检测了 2 个加油站加油的客户呼吸气中 MTBE［20］，检测限为 0． 04 μg/ml，A 加油站呼吸区几何均数为 3． 9 mg/m3，B 加油站呼吸区几何均数为 2． 4 mg/m3。Vainiotalo S 等再一次检测了加油站工人呼吸气中 MTBE［10］，特征离子 m/z =73、57，检出限为0． 02 μg/样品，平均 TWA －8 h 为4． 5 mg/m3，工作期间呼吸区 MTBE 平均浓度为 11 mg/m3。

　　3 结 语

　　本文介绍了人体生物材料中 MTBE 检测方法的研究进展，包括前处理方法和检测方法。前处理方法主要有吹扫捕集、静态顶空、HS － SPME 和活性炭吸附。吹扫捕集方法检出限比静态顶空更低，但静态顶空的重现性较好。HS － SPME 常用于处理血液和尿液样品，HS － SPME 集萃取、分离、浓集、进样于一体，灵敏度更高，比静态顶空常用。活性炭吸附常用于处理呼吸气中 MTBE。生物样品的检测方法有 GC、MS、GC － MS 等。GC － MS 检出限更低、精确度更好、定性更准确，能有效的检测出痕量的 MTBE，比单一的 GC或 MS 应用广泛，GC － MS 法检测生物材料中 MTBE占据主导地位。

　　参考文献
　　
　　［1］ 白明春，张超，李应晓． 甲基叔丁基醚应用及发展概述［J］． 科教文汇，2012( 15) : 72，74．
　　［2］ 张维昊，徐小清． 甲基叔丁基醚对生态与环境的影响［J］． 环境科学研究，2002，15( 6) : 56 －59．
　　［3］ Hartle R． Exposure to methyl tert － butyl ether and benzene amongservice station attendants and operators［J］． Environ Health Per-spect，1993，101( Suppl 6) : 23 － 26．
　　［4］ Johanson G． Toxicokinetics and acute effects of MTBE and ETBE inmale volunteers［J］． Toxicol Lett，1995，82( 83) : 713 － 718．
　　［5］ 周伟，黄关麟． 甲基叔丁基醚对原癌基因和功能基因表达的影响［J］． 卫生研究，1999，28( 3) : 137 －138．