二噁英類化合物的離線檢測技術研究綜述

王立振

(煙臺黃金職業學院，山東 招遠 265401)

二噁英是一種在環境中可持久存在有機污染物(POPs)，包含多氯代二苯并呋喃(PCDFs)類化合物和多氯代二苯并-對-二噁英(PCDDs)[1-2]，其中屬2,3,7,8-四氯二苯并-對-二噁英(TCDD)化合物的毒性最強[3]，具有極強的致癌性。二噁英類化合物的毒性一般以毒性當量因子( TEF)，即某具體化合物分子的毒性當量( TEQ) 與TCDD的毒性當量之比，表示該二噁英異構體分子的毒性。

環境中的二噁英主要由各類含氯化合物參與的燃燒過程排放[4]。開展二噁英的準確定量分析，是避免人類遭受二噁英污染的重要途徑。目前二嗯英類化合物的檢測分析方法按檢測時間來分主要有離線檢測與在線檢測即實時檢測，國際上常用采用離線分析的方法檢測二噁英，即現場采集待測樣品后，經濃縮提純后再用特定儀器去分析[5]。本文主要對二嗯英類化合物的離線檢測方法的研究進展進行介紹。

1 化學檢測技術

1.1 同位素高分辨氣相色譜-高分辨質譜技術

目前同位素高分辨氣相色譜-高分辨質譜聯用技術，是最權威的二噁英定性定量檢測技術。該方法一般包括為外標法、內標法和同位素法，和外標法、內標法相比，同位素法主要具有特異性強、選擇性好、檢出限低，能分離每種二噁英同類物并準確度量，但是其樣品前處理復雜，測試周期長、費用高、需專業測試設備和人員要求高。

1.2 低分辨率氣相色譜與質譜的聯用技術

低分辨率氣相色譜與質譜的聯用在檢測要求不高的情況下也能滿足二噁英檢測的部分要求，不過其在樣品預處理階段要求較高，需要高純度，這樣能把背景干擾盡量降低。該法具有檢測操作簡單、成本較低等優點。但檢測靈敏度比較低，檢測過程容易受到其他因素的干擾，前期純化要求較高，因此該方法僅限于分析二嗯英類化合物濃度比較高的樣品如土壤、廢水、燃油等[6]。

1.3 三重四極桿質譜

三重四極桿質譜是一種質譜串聯并用的方法，采用多次分離檢測的方法，能夠有效減少雜離子的干擾，降低了背景噪音，提高了檢測選擇性與靈敏度。日本已將其用于二噁英的篩選檢測中，通過初步篩選確定二噁英的存在與否，減輕了實驗室的檢測壓力。三重四極桿質譜方法對樣品預處理中的樣品純化要求也比較高，但其盡可能把基質背景干擾降到最小，有潛力作為二噁英實驗室檢測的新的發展方向[7]。

2 生物檢測技術

二噁英的離線生物檢測技術一般有如下設計策略：1.在二噁英-AhR復合物的響應因子(DRE)上加入指示性蛋白的基因片段或指示性基因片段；2. 以PCR法直接檢測二噁英-AhR復合物的響應因子(DRE)；3. 二噁英或特異抗體AhR上修飾指示物或信號反應物。

2.1 酶活力誘導法

二噁英與生物體內的受體-AhR，具有特異親和力，二噁英與AhR結合活化后，被轉運至細胞核內，進而活化核內的特定DNA片段，即二噁英響應因子(DRE)，并增加其轉錄，從而激活 7-乙氧基-異吩惡唑酮-脫乙基(EROD)酶的活性，使 7-乙氧基-異吩惡唑酮(ERF)脫乙基產生熒光, 測定熒光強度即能反映二噁英激活AhR受體的能力，根據 2, 3,7, 8-TCDD 做出的標準曲線，能夠間接計算出測試樣品二噁英的相對含量[8]，，該方法前處理比較簡化、檢測周期短，適用于快速定量篩選分析大批量環境樣品中的二噁英的濃度，但檢測成本比較高，檢測靈敏度低，且純化樣品中易存留雜污染物的干擾，導致分析結果偏高。

2.2 熒光素酶報告基因法

熒光素酶報告基因法(CALUX)是以蟲熒光素酶基因作為報告基因，經重組質粒轉染含AhR 的細胞株，該細胞株可因 AhR與芳香烴二噁英類物質接觸后，被激活，進而表達蟲熒光素酶蛋白。通過測定蟲熒光素酶的發光強度，即可求得樣品中與 AhR 結合的二噁英類物質的毒性當量(TEQ)值。美國與日本已經認定此分析方法為國家標準分析法之一[9]與EROD方法相比，該方法檢測靈敏度較高，檢測周期短、檢測成本較低，更適合于大量環境樣品中二噁英的篩選與初步定量測定。

2.3 外切酶保護 PCR 分析法

外切酶保護 PCR 分析法是指，二噁英與受體(AhR) 特異性結合后再與一段特殊 DNA(DRE) 結合，該結合物能夠免遭外切酶攻擊，而外切酶會消化去除未結合的游離DNA的二噁英應答元件(DRE)，酶切后通過實時PCR 擴增受到結合保護的二噁英應答元件(DRE)，即可定性和定量地測算二噁英含量[10]。外切酶保護 PCR 檢測法，具有較高的靈敏度，但是其測算誤差較大，目前還未實現商業化應用，在食品和飼料中檢測二噁英時具有有效靈敏度和可重復性。

2.4 納米金生物條形碼技術

納米金生物條形碼技術主要原理：TCDD受體復合物被能夠與其特異結合的抗體捕獲并固定在固相載體上，在一定反應條件下進一步相互識別并與生物條形碼GNP-DRE 探針相結合。該條形碼探針進行第一輪擴增信號后，在包被親合素的固相載體內表面，加載第二批納米金標記的探針seq-γ，而后經納米金催化的銀染增強反應產生較高靈敏度的可識別信號，經檢測并記錄其吸光度，吸光度大小與二噁英濃度具有特定關系，這樣就能夠實現對痕量二噁英的定性與定量檢測[11]。方法操作規程簡便，檢測時間短只要5～6 h， 成本低，可同時做多個樣本的檢測，靈敏度高，檢測限達0.01 pmol/ L，線性范圍寬，具有很高的推廣價值。

2.5 酶聯免疫分析法

酶聯免疫分析法是以抗體與抗原的特異性吸附為基礎的。當前廣泛應用的主要有競爭性酶聯免疫分析法 ELISA[12]，該方法將與二噁英特異性結合的抗體DD3固定后，使用辣根過氧化物酶標記的2,3,7,8-TCDD半抗原和樣品中二噁英共同競爭DD3抗體的結合位點。通過結合上抗體的抗原標記酶催化底物顯色，根據2,3,7,8- TCDD作出的標準曲線，能夠計算出該樣品中二噁英類化合物的TEQ，這種酶聯免疫分析法中，酶催化后底物后的溶液顯色強度與樣品中二噁英的濃度成反比。該方法操作較簡便，檢測成本低，檢測周期比較短。但是ELISA只在高度污染的基質中檢測時, 才得到理想結果。缺點是靈敏度不夠，抗干擾性弱，其所測值往往偏高，抗體制造過程成本較高。

2.6 DELFIA 熒光免疫法

DELFIA 熒光免疫法[8]首先需要選擇出能與特定二噁英異構體分子競爭抗體的抗原，讓該抗原連接上銪離子，然后利用連接銪離子的抗原在反應溶液中與待測樣品中二噁英競爭特異性抗體，待競爭性免疫反應完后加入解離液液，使連接在抗原上的銪離子解離下來，加入熒光增強液使解離下的銪離子高效地發出熒光。然后用時間分辨熒光法檢測溶液中熒光的強度，該溶液中熒光熒光強度與二噁英的 TEQ成反比。該方法前處理比較簡單，檢測成本較低，檢測周期較短，重復性好，靈敏度較高。

二噁英離線檢測技術中，化學檢測法是比較常用的檢測方法，優點是選擇性較好、靈敏度較高，而且可以對二噁英類化合物的單體進行定性與定量檢測；不足之處是前期樣品處理程序較為復雜，檢測周期較長、成本比較高。生物檢測法相對于化學法具有操作簡便、反應快速，檢測成本較低，周期較短的優點，而且能夠同時測定不同的幾種樣品，適合于大批量樣品的高效快速篩選和初步定量檢測；不足之處是很難排除其它污染物分子的干擾作用，不能獲得二噁英單體的定性分析，檢測結果的可重復性較差。不過在一定程度上生物檢測法與化學檢測法兩者具有較好的互補性，在不同情況下根據不同要求可靈活選用。我國對二噁英研究起步比發達國家晚，檢測方法和水平也存在一定的差距，因此對二噁英的離線檢測方法我們應該繼續完善。