Analyse simultanée des PFAS à chaînes ultracourte, courte et longue et des PFAS alternatifs dans le plasma et le sérum humains

IF 1.8 Q4 TOXICOLOGY
Cyrille Lamboley , Liang Shun-Hsin , Steimling Justin
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Abstract

Objectifs

Les substances per- et poly-fluoroalkylées (PFAS) recherchées dans le sang peuvent varier en fonction d’une région ou d’une population donnée. Les PFAS couramment analysés ont des chaînes courtes à longues (C4–C10). Mais les PFAS à chaîne ultracourte (USC, ≤ C4) deviennent une réelle préoccupation en raison de leur prévalence et de leurs niveaux élevés d’occurrence dans les systèmes aquatiques environnementaux. Plusieurs études ont indiqué une augmentation rapide de la concentration environnementale des PFAS USC, soulevant des inquiétudes quant à une exposition humaine élevée. La mesure des PFAS USC dans le sang peut surveiller l’exposition humaine et fournir un outil pour étudier les risques potentiels associés à l’exposition à ces PFAS.

Méthode

Des tests d’exactitude et de précision ont été réalisés en utilisant du sérum fœtal bovin traité au charbon actif et enrichi en PFAS (carboxylique et sulfonique) de C1 à C10. Un aliquot de 100 μL d’échantillon de sérum a été mélangé à des standards internes extraits et non extraits, ainsi qu’à 200 μL de méthanol contenant 1,5 % d’acide formique. Après centrifugation, 5 μL de surnageant ont été injectés sur une colonne de phase inverse à groupement polaire intercalé (Ultra IBD, 100  ×  2,1 mm) pour une séparation chromatographique suivie d’une détection MS/MS. Des standards de calibration ont été préparés sur une plage de 0,05 à 40 ppb dans de l’eau osmosée contenant une solution de tampon phosphate. La méthode établie a ensuite été appliquée pour mesurer la concentration des PFAS dans divers échantillons de sérum et de plasma humains, y compris un plasma humain de référence NIST 1950. Le sérum utilisé contenant du TFA, l’isotope 13C-TFA a été utilisé comme substitut pour tester l’exactitude de la méthode pour le TFA et dix isotopes de PFAS C3 à C10 ont été ajoutés à 1 ppb pour servir d’étalons internes extraits afin de vérifier l’exactitude de l’ensemble de la méthode. Les standards de calibration ont été préparés dans de l’eau osmosée en raison de l’absence des analytes dans celle-ci et une solution de tampon phosphate a été ajoutée pour obtenir des performances chromatographiques similaires entre standards et échantillons. Trois niveaux de dopage, de 0,4 à 30 ppb, ont été testés pour l’exactitude et la précision de la méthode.

Résultats

La méthode développée a été utilisée pour l’analyse de 2 standards de référence (SR) NIST, nommément NIST 1950 pour le plasma humain et NIST 1957 pour le sérum humain, caractérisés par des concentrations connues de six ou sept PFAS. Les résultats des six préparations de chaque SR ont indiqué que toutes les concentrations mesurées se situaient à moins de 20 % de la concentration nominale. Les concentrations moyennes expérimentales de la plupart des PFAS étaient en accord avec les concentrations de référence, avec des écarts de moins de 20 %. Ces résultats ont démontré que la méthode développée est adaptée pour une quantification précise des PFAS dans le plasma et le sérum humains. D’autres PFAS ont également été détectés et quantifiés, le PFPrA dans le plasma, le TFMS dans le sérum et le TFA dans les deux. La contamination par le TFA est très répandue dans les différents matériels utilisés dans les laboratoires. Compte tenu du défi que représente le contrôle du matériel utilisé pour le prélèvement d’échantillons de sang, il est possible que la concentration de TFA mesurée ne provienne pas uniquement du sang lui-même.

Conclusion

Une méthode unique a été développée pour permettre la biosurveillance simultanée des PFAS USC et ceux couramment analysés (C4 à C10).

同时分析人体血浆和血清中的超短链、长链和短链全氟辛烷磺酸及替代全氟辛烷磺酸
目标 血液中检测到的全氟和多氟烷基化物(PFAS)会因特定地区或人群而异。通常分析的 PFAS 具有短链到长链(C4-C10)。但超短链 PFAS(USC,≤ C4)由于在环境水生系统中普遍存在且含量较高,正成为一个真正令人担忧的问题。一些研究表明,环境中 USC 全氟辛烷磺酸的浓度在迅速增加,这引起了人们对人类大量接触这种物质的担忧。测量血液中的全氟辛烷磺酸 USC 可以监测人体接触情况,并为调查与接触这些全氟辛烷磺酸有关的潜在风险提供一种工具。将等分的 100 μL 血清样品与提取的和未提取的内标物以及 200 μL 含 1.5% 甲酸的甲醇混合。离心后,将 5 μL 上清液注入极性夹层反相色谱柱(Ultra IBD,100 × 2.1 mm)进行色谱分离,然后进行 MS/MS 检测。在含有磷酸盐缓冲溶液的反渗透水中制备了 0.05 至 40 ppb 范围内的校准标准。然后,将所建立的方法用于测量各种人体血清和血浆样本(包括 NIST 1950 人体参考血浆)中 PFAS 的浓度。由于所使用的血清中含有反式脂肪酸,因此使用 13C-TFA 同位素作为替代物来测试该方法对反式脂肪酸的准确性,并添加 10 个 PFAS C3 至 C10 同位素,浓度为 1 ppb,作为提取的内标来验证整个方法的准确性。由于反渗透水中不含分析物,因此用反渗透水制备了校准标准液,并添加了磷酸盐缓冲溶液,以实现标准液和样品之间相似的色谱性能。结果采用所开发的方法分析了 2 种 NIST 标准物质(RS),即 NIST 1950 人血浆和 NIST 1957 人血清,这两种标准物质含有已知浓度的 6 或 7 种 PFAS。每种标准物质的六种制备结果表明,所有测得的浓度都在标称浓度的 20% 以内。大多数 PFAS 的实验平均浓度与参考浓度一致,偏差小于 20%。这些结果表明,所开发的方法适用于准确定量人体血浆和血清中的 PFAS。此外,还检测并定量了血浆中的 PFPrA、血清中的 TFMS 和两者中的反式脂肪酸。反式脂肪酸污染广泛存在于实验室使用的各种材料中。鉴于控制用于采集血样的设备所面临的挑战,所测得的反式脂肪酸浓度有可能并不完全来自血液本身。 结论:已开发出一种独特的方法,可同时对 USC 全氟辛烷磺酸和通常分析的全氟辛烷磺酸(C4 至 C10)进行生物监测。
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