内分泌干扰化学物质(EDCs)是一类能够模仿、抑制或干扰人体激素信号的物质[1]。典型的EDCs包括酚类EDCs,如双酚S(BPS)、双酚F(BPF)、双酚B(BPB)、双酚A(BPA)和4-叔丁基酚(PTBP)。由于它们具有极强的稳定性、亲脂性和长期持久性,EDCs在水生生态系统中普遍存在,并可能进入食物链,在多种生物体内积累,即使是在微量水平下也会对生物体造成有害影响[2]。根据欧盟的规定,食品中内分泌干扰化学物质的特定迁移限(SML)为0.05 mg kg-1[3]。因此,迫切需要可靠的方法来富集和检测食品样本中的微量EDCs。然而,由于EDCs的浓度通常很低且食品基质复杂,这一任务具有挑战性。蛋白质、脂质和色素等大量干扰成分的存在会严重降低分析准确性,掩盖目标信号或产生基质效应。因此,开发高效的样品制备方法对于可靠地定量复杂食品基质中的微量EDCs至关重要,这对食品安全监测和人类健康风险评估具有重要意义。
固相萃取(SPE)相比其微型化版本具有明显的优势。首先,与分散型微萃取(D-μSPE)相比,SPE能够利用自动化平台处理大量样品,从而实现更高的富集因子和更好的重复性,适用于微量分析[4]。其次,与固相微萃取(SPME)不同,SPE cartridges是一次性的,消除了交叉污染,并通过选择性洗涤步骤实现有效的基质净化[5]。第三,与薄膜SPME(TF-SPME)相比,SPE可以容纳更大的吸附剂质量,并兼容更广泛的新材料,从而对超痕量污染物具有更好的吸附能力[6]。这些特性共同使得SPE成为可靠定量复杂基质样品中微量污染物的不可或缺的工具。
迄今为止,高效液相色谱(HPLC)结合质谱(MS)主要用于分析复杂基质中的酚类EDCs[7]。这种偏好主要归因于MS检测器的高选择性和特异性。MS检测器在选离子监测(SIM)模式下的高选择性源于其能够连续监测仅对应于目标分析物的特定m/z值。这种靶向方法有效排除了共洗脱的基质成分的干扰,显著提高了信噪比,确保了在复杂食品基质中的可靠定量。考虑到实际样品中酚类EDCs的超痕量水平及复杂的基质,之前已经报道了多种样品预处理技术,如分散型液-液微萃取(DLLME)[8]、固相微萃取(SPME)[9]、磁性固相萃取(MSPE)[10]和固相萃取(SPE)[11]等。其中,SPE因其操作简便、快速、灵活和试剂消耗低而被广泛认为是有效的样品预处理方法[12]。在SPE中,吸附剂的富集效率对目标分析物的灵敏检测起着关键作用。因此,探索高性能的SPE吸附剂具有很高的价值。
多孔有机聚合物(POPs)具有吸引人的特性,包括较大的表面积、丰富的孔隙结构、高稳定性和可调的功能性,使其成为吸附应用的理想材料[13]。例如,郭等人制备了一种带有磺酸基团的超交联聚合物,用作吸附剂以促进EDCs的提取和预浓缩[14]。还开发了一种含有羟基和羧基的共轭微孔纳米材料,专门用于吸附淡水鱼样本中的酚类EDCs[7]。羧基功能化的多孔聚合物也对酚类EDCs表现出良好的富集效果[15]。范等人制备了阳离子多孔聚合物,以实现水和鱼样本中EDCs的有效富集[16]。尽管这些POPs表现出良好的吸附性能,但其合成过程往往涉及对环境有害的操作,如依赖不可再生单体、大量消耗有机溶剂和高温反应[17]。因此,在绿色反应条件下探索新型POPs的合成具有很大的前景。
在这项工作中,首次通过在水溶液中使用2,4,6-三(2,4,6-三羟基苯基)-1,3,5-三嗪(TRT)(或2,4,6-三(2,4-二羟基苯基)-1,3,5-三嗪(TDT)、2,4,6-三(2-二羟基苯基)-1,3,5-三嗪(TMT)和4,4′-二氨基-对三苯(DPT)作为单体,通过偶联反应合成了三种新的POPs(DT-POP3、DT-POP2和DT-POP1)。DT-POP3对酚类EDCs(BPS、BPF、BPA、BPB和PTBP)表现出良好的吸附性能。利用DT-POP3作为吸附剂,成功开发了一种HPLC/MS方法,用于富集和测定鲈鱼、鳕鱼和鲤鱼中的微量酚类EDCs(图1)。通过密度泛函理论(DFT)计算探讨了DT-POP3对酚类EDCs的吸附机制,证明主要吸附机制是π-π堆叠相互作用和氢键作用。这项工作为监测鱼类样本中的微量酚类EDCs提供了一种新方法,并为设计用于污染物富集的功能材料提出了新的思路。