难测的高环多环芳烃，检测方法迎来新突破

2026-06-02 14:53:33, 沃特世沃特世科技（上海）有限公司

传统GC-MS方法是多环芳烃（PAHs）的主流分析手段，主要检测美国EPA名录中的16种多环芳烃，这类物质分子量最高仅278 Da；即便增加检测种类，分析上限也大多不超过302 Da。

而分子量≥314 Da的高分子量多环芳烃（HMW-PAHs），比低分子量同类物质毒性、致癌性更强，且更易附着在颗粒物上，在环境中扩散、留存的时间也更长。如果仅以16种常规多环芳烃为依据评估毒性，很难真实反映样品的健康风险。在环境溯源、毒理分析等工作中同步检测HMW-PAHs，才能让评估结论更加准确。

HMW-PAHs的检测存在明显难点：

第一，常用的NIST煤焦油标准品（SRM 1597a）虽含有丰富的HMW-PAHs，却缺少定量数据和单体标准样品，难以实现靶向定量。对此，我们参考低分子量多环芳烃的调试规律，针对314~424 Da的HMW-PAHs搭建了专属MRM检测方法。

第二，这类物质需要更高的检测灵敏度与载气流速。依托APGC电离接口可适配高流速与高温色谱分离的特性，结合高灵敏度检测技术，我们成功构建了完善的HMW-PAHs分析方案。

样品准备

选用NIST标准参考物质：1991（煤焦油/石油提取物混合物）、1597a（煤焦油多环芳烃复杂混合物）。用含200 ppb SV内标混合液（1,4-二氯苯-d4、萘-d8、苊-d10、菲-d10、䓛-d12、苝-d12）的二氯甲烷（DCM，纯度>99.9%）按10:1比例稀释，每次稀释所用的100 µL溶液重量也进行了记录。本方法仅需样品稀释与分流进样，无需样品分馏。

气相色谱和质谱条件，文末点击阅读全文。

结果与讨论

由于成本高昂且缺乏商用可用标准品，针对314–424 Da多环芳烃无法按常规进行单组分MS/MS参数优化。高分子量多环芳烃保留了低分子量同系物的质谱特征：结构稳定，易发生2 Da与4 Da中性丢失，碰撞能量（CE）需60–100 eV（远高于常规化合物10–40 eV），可耐受高锥孔电压（CV），利于解离易更多不稳定干扰物等等。

图1. NIST SRM 1597中128–424 Da多环芳烃的最终分离谱图，326 Da（17.65 min）特征峰强度>2×10⁸。

图2. NIST SRM 1991中128-424 Da多环芳烃最终分离图。

两种标准参考物质的低分子量与高分子量多环芳烃分布特征差异显著（图1、图2对比）：424 Da特征峰分别在21.33 min与21.51 min出峰，绝对含量与相对分布均存在明显区别。

图3. 展示MS/MS特异性辅助临近流出物分离，在<5秒窄窗口内流出，通过324 Da与326 Da的MRM采集通道实现有效区分。

图4. 比较NIST 1597a和1991中高分子量多环芳烃的多反应监测MRM总离子流图。

NIST 1597a为煤焦油中分离的多环芳烃混合物，NIST 1991为煤焦油/石油混合提取物，其高分子量段特征峰的相对丰度差异，可用于区分不同来源样品。验证本高温GC-APCI MS/MS方法快速、高效分析最高424 Da多环芳烃的可行性。该方法已应用于新型塑料污染物“热解塑料”中高分子量多环芳烃的研究。

结论

APGC-Xevo TQ Absolute XR可更易于获得高灵敏度的分子离子峰，结合高温气相色谱分离，可实现多环芳烃检测范围大幅扩展，为食品与环境领域研究者提供复杂基质中更全面的多环芳烃化学表征，提升分析特异性，助力毒性评估与环境溯源研究。

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