二噁英类化合物的离线检测技术研究综述

王立振

(烟台黄金职业学院，山东 招远 265401)

二噁英是一种在环境中可持久存在有机污染物(POPs)，包含多氯代二苯并呋喃(PCDFs)类化合物和多氯代二苯并-对-二噁英(PCDDs)[1-2]，其中属2,3,7,8-四氯二苯并-对-二噁英(TCDD)化合物的毒性最强[3]，具有极强的致癌性。二噁英类化合物的毒性一般以毒性当量因子( TEF)，即某具体化合物分子的毒性当量( TEQ) 与TCDD的毒性当量之比，表示该二噁英异构体分子的毒性。

环境中的二噁英主要由各类含氯化合物参与的燃烧过程排放[4]。开展二噁英的准确定量分析，是避免人类遭受二噁英污染的重要途径。目前二嗯英类化合物的检测分析方法按检测时间来分主要有离线检测与在线检测即实时检测，国际上常用采用离线分析的方法检测二噁英，即现场采集待测样品后，经浓缩提纯后再用特定仪器去分析[5]。本文主要对二嗯英类化合物的离线检测方法的研究进展进行介绍。

1 化学检测技术

1.1 同位素高分辨气相色谱-高分辨质谱技术

目前同位素高分辨气相色谱-高分辨质谱联用技术，是最权威的二噁英定性定量检测技术。该方法一般包括为外标法、内标法和同位素法，和外标法、内标法相比，同位素法主要具有特异性强、选择性好、检出限低，能分离每种二噁英同类物并准确度量，但是其样品前处理复杂，测试周期长、费用高、需专业测试设备和人员要求高。

1.2 低分辨率气相色谱与质谱的联用技术

低分辨率气相色谱与质谱的联用在检测要求不高的情况下也能满足二噁英检测的部分要求，不过其在样品预处理阶段要求较高，需要高纯度，这样能把背景干扰尽量降低。该法具有检测操作简单、成本较低等优点。但检测灵敏度比较低，检测过程容易受到其他因素的干扰，前期纯化要求较高，因此该方法仅限于分析二嗯英类化合物浓度比较高的样品如土壤、废水、燃油等[6]。

1.3 三重四极杆质谱

三重四极杆质谱是一种质谱串联并用的方法，采用多次分离检测的方法，能够有效减少杂离子的干扰，降低了背景噪音，提高了检测选择性与灵敏度。日本已将其用于二噁英的筛选检测中，通过初步筛选确定二噁英的存在与否，减轻了实验室的检测压力。三重四极杆质谱方法对样品预处理中的样品纯化要求也比较高，但其尽可能把基质背景干扰降到最小，有潜力作为二噁英实验室检测的新的发展方向[7]。

2 生物检测技术

二噁英的离线生物检测技术一般有如下设计策略：1.在二噁英-AhR复合物的响应因子(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法直接检测二噁英-AhR复合物的响应因子(DRE)；3. 二噁英或特异抗体AhR上修饰指示物或信号反应物。

2.1 酶活力诱导法

二噁英与生物体内的受体-AhR，具有特异亲和力，二噁英与AhR结合活化后，被转运至细胞核内，进而活化核内的特定DNA片段，即二噁英响应因子(DRE)，并增加其转录，从而激活 7-乙氧基-异吩恶唑酮-脱乙基(EROD)酶的活性，使 7-乙氧基-异吩恶唑酮(ERF)脱乙基产生荧光, 测定荧光强度即能反映二噁英激活AhR受体的能力，根据 2, 3,7, 8-TCDD 做出的标准曲线，能够间接计算出测试样品二噁英的相对含量[8]，，该方法前处理比较简化、检测周期短，适用于快速定量筛选分析大批量环境样品中的二噁英的浓度，但检测成本比较高，检测灵敏度低，且纯化样品中易存留杂污染物的干扰，导致分析结果偏高。

2.2 荧光素酶报告基因法

荧光素酶报告基因法(CALUX)是以虫荧光素酶基因作为报告基因，经重组质粒转染含AhR 的细胞株，该细胞株可因 AhR与芳香烃二噁英类物质接触后，被激活，进而表达虫荧光素酶蛋白。通过测定虫荧光素酶的发光强度，即可求得样品中与 AhR 结合的二噁英类物质的毒性当量(TEQ)值。美国与日本已经认定此分析方法为国家标准分析法之一[9]与EROD方法相比，该方法检测灵敏度较高，检测周期短、检测成本较低，更适合于大量环境样品中二噁英的筛选与初步定量测定。

2.3 外切酶保护 PCR 分析法

外切酶保护 PCR 分析法是指，二噁英与受体(AhR) 特异性结合后再与一段特殊 DNA(DRE) 结合，该结合物能够免遭外切酶攻击，而外切酶会消化去除未结合的游离DNA的二噁英应答元件(DRE)，酶切后通过实时PCR 扩增受到结合保护的二噁英应答元件(DRE)，即可定性和定量地测算二噁英含量[10]。外切酶保护 PCR 检测法，具有较高的灵敏度，但是其测算误差较大，目前还未实现商业化应用，在食品和饲料中检测二噁英时具有有效灵敏度和可重复性。

2.4 纳米金生物条形码技术

纳米金生物条形码技术主要原理：TCDD受体复合物被能够与其特异结合的抗体捕获并固定在固相载体上，在一定反应条件下进一步相互识别并与生物条形码GNP-DRE 探针相结合。该条形码探针进行第一轮扩增信号后，在包被亲合素的固相载体内表面，加载第二批纳米金标记的探针seq-γ，而后经纳米金催化的银染增强反应产生较高灵敏度的可识别信号，经检测并记录其吸光度，吸光度大小与二噁英浓度具有特定关系，这样就能够实现对痕量二噁英的定性与定量检测[11]。方法操作规程简便，检测时间短只要5～6 h， 成本低，可同时做多个样本的检测，灵敏度高，检测限达0.01 pmol/ L，线性范围宽，具有很高的推广价值。

2.5 酶联免疫分析法

酶联免疫分析法是以抗体与抗原的特异性吸附为基础的。当前广泛应用的主要有竞争性酶联免疫分析法 ELISA[12]，该方法将与二噁英特异性结合的抗体DD3固定后，使用辣根过氧化物酶标记的2,3,7,8-TCDD半抗原和样品中二噁英共同竞争DD3抗体的结合位点。通过结合上抗体的抗原标记酶催化底物显色，根据2,3,7,8- TCDD作出的标准曲线，能够计算出该样品中二噁英类化合物的TEQ，这种酶联免疫分析法中，酶催化后底物后的溶液显色强度与样品中二噁英的浓度成反比。该方法操作较简便，检测成本低，检测周期比较短。但是ELISA只在高度污染的基质中检测时, 才得到理想结果。缺点是灵敏度不够，抗干扰性弱，其所测值往往偏高，抗体制造过程成本较高。

2.6 DELFIA 荧光免疫法

DELFIA 荧光免疫法[8]首先需要选择出能与特定二噁英异构体分子竞争抗体的抗原，让该抗原连接上铕离子，然后利用连接铕离子的抗原在反应溶液中与待测样品中二噁英竞争特异性抗体，待竞争性免疫反应完后加入解离液液，使连接在抗原上的铕离子解离下来，加入荧光增强液使解离下的铕离子高效地发出荧光。然后用时间分辨荧光法检测溶液中荧光的强度，该溶液中荧光荧光强度与二噁英的 TEQ成反比。该方法前处理比较简单，检测成本较低，检测周期较短，重复性好，灵敏度较高。

二噁英离线检测技术中，化学检测法是比较常用的检测方法，优点是选择性较好、灵敏度较高，而且可以对二噁英类化合物的单体进行定性与定量检测；不足之处是前期样品处理程序较为复杂，检测周期较长、成本比较高。生物检测法相对于化学法具有操作简便、反应快速，检测成本较低，周期较短的优点，而且能够同时测定不同的几种样品，适合于大批量样品的高效快速筛选和初步定量检测；不足之处是很难排除其它污染物分子的干扰作用，不能获得二噁英单体的定性分析，检测结果的可重复性较差。不过在一定程度上生物检测法与化学检测法两者具有较好的互补性，在不同情况下根据不同要求可灵活选用。我国对二噁英研究起步比发达国家晚，检测方法和水平也存在一定的差距，因此对二噁英的离线检测方法我们应该继续完善。