使用Otto SPEcialist从人血清和血浆中半自动提取PFAS

人类生物监测项目已将全氟和多氟烷基化合物(PFAS)确定为人体内常见的一类持久性环境化合物。这些化合物的样品制备需要采用固相萃取(SPE)技术，并且可以在96孔板中进行。此前，人们曾使用负压SPE萃取装置优化了人血清的提取和SPE净化方案。随着Otto™ SPEcialist正压萃取装置的推出，人们已经将PFAS方法转移到该装置中，并对其用于人血清和血浆时的准确度和重现性进行了评估。在准确度方面，Otto SPEcialist的表现与负压萃取装置类似，有时甚至更胜一筹。在用于对人血清和血浆进行重复提取时，Otto SPEcialist还具有较高的精密度和较低的%RSD值。

优势

• Otto SPEcialist提供了一种半自动正压萃取方法，提高了效率以及结果的重现性和准确度
• Otto SPEcialist的加入可增强和改进用于人体生物监测和暴露研究的全PFAS分析工作流程

大规模的生物监测研究，如CDC的美国国家健康与营养调查(NHANES)¹和欧洲人类生物监测倡议项目(HBM4EU)²已经在人体液中鉴定出许多PFAS化合物。人类接触PFAS的最具代表性的基质是血清或血浆，因为血液来源的基质含有最高浓度的PFAS，因此只需要很小的样本量就能进行灵敏的分析³。

此前，人们曾对96孔板弱阴离子交换法(WAX)进行优化，用于提取人血清中的PFAS⁴。该方法经过优化并使用负压SPE萃取装置运行。作为负压萃取装置的替代方案，正压SPE是一种更有效和可靠的解决方案。

Otto SPEcialist是一种由软件驱动的半自动化正压样品制备设备。正压固相萃取法优于负压法，因为在所有的孔/小柱中施加的压力相等，使得上样和洗脱更加均匀。此外，正压没有最大压力限制，而利用真空的负压会在小柱堵塞时面临严重影响流速的问题。最后，Otto SPEcialist可通过程序设置在提取过程中自动调整压力设置，有助于提高效率和重现性。以下研究旨在将之前的萃取方法转移到Otto SPEcialist上，并以人血浆为对象评价该方法。

使用了沃特世应用纪要720007114ZH中所述的SPE方案和仪器方法评价Otto SPEcialist⁴。 除人血清外，还使用Otto SPEcialist对人血浆进行了提取，从而确定血清方法是否也适用于血浆。

人血清(NIST 1957)和人血浆(NIST 1950)的NIST标准参比物质(SRM)用于初步测量方法性能。NIST 1957含有七种未加标PFAS化合物，认定浓度范围为0.172-21.1 µg/kg，而NIST 1950含有六种未加标PFAS化合物，认定浓度范围为0.182-10.43 µg/kg。计算浓度和与NIST认定值相比的偏差百分比如图1所示。在使用Otto提取法时，两种SRM的实验值都提供了精确的计算浓度，血清中的浓度偏差在12%以内，血浆中的浓度偏差在10%以内，而PFDA的偏差高达30%。血清中PFDA的偏差偏高可能是由于该认定值不确定性的容差较低。针对血清SRM，还将Otto SPEcialist的结果与之前使用手动负压萃取装置的结果进行了比较，结果非常相似，甚至偏差略低于手动负压装置的结果。

为评估更广泛的PFAS，我们还将27种PFAS加标到混合人血清和血浆中进行了另外的实验。每个基质加标浓度为4 µg/kg（相当于SPE后进样浓度为1 ng /mL），重复进样三次，准确度和精密度详见表1。加标血清实验同时使用手动负压萃取装置和OttoSPEcialist进行提取。总的来说，使用Otto SPEcialist的精密度更好，%RSD值低于10%，但少数边缘化合物的%RSD低于16%。Otto SPEcialist的计算浓度的准确度也很高，除两种化合物外，其他化合物在两种基质中的准确度均大于80%。

先前建立的使用负压SPE萃取装置从人血清中提取PFAS的方法已成功转移到了半自动Otto SPEcialist正压萃取系统上。此外，该方法也适用于从人血浆中提取PFAS。使用两种NIST SRM对该系统进行了评估，结果准确，与NIST认定值基本一致。还通过另外的实验向人血清和血浆样品中加标了一组27种PFAS，并使用Otto SPEcialist进行提取，得到了准确度和精密度良好的结果。使用Otto SPEcialist分析人体液中的PFAS可以提高实验室效率，同时保持结果的可信度和高质量。

1. Centers for Disease Control and Prevention.National Report on Human Expoure to Environmental Chemicals: Biomonitoring Data Tables for Environmental Chemicals. [于2022年3月30日引用]. 参考网站: https://www.cdc.gov/exposurereport/data_tables.html
2. HBM4EU Project.European Human Biomonitoring Dashboard. [于2022年3月30日引用]. 参考网站: https://www.hbm4eu.eu/what-we-do/european-hbm-platform/eu-hbm-dashboard/
3. Vorkamp K, et al.Biomarkers, Matrices and Analytical Methods Targeting Human Exposure to Chemicals Selected for a European Human Biomonitoring Initiative.Environment International.146 (2021).
4. Organtini K, Rosnack K, Lame M, Calton L. 提取并分析人血清中PFAS的方法. 2021年7月修订, 沃特世应用纪要, 720007114ZH.