综述：人体样本中氯氰菊酯水平评估方法的探索：一项全面综述

　　本综述系统梳理了人体样本中氯氰菊酯（一种合成拟除虫菊酯类农药）的检测技术进展，涵盖从传统薄层色谱（TLC）到高端气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）及免疫分析法（如ELISA）等多种方法，并详细讨论了样本前处理技术（如QuEChERS、SPE、DLLME）和基质干扰、仪器灵敏度等关键挑战，为暴露评估和健康风险研究提供重要技术参考。

　　

引言

农药是全球公共卫生领域的重要毒性物质，每年导致数万人死亡，尤其在贫困地区。精确识别中毒物质并实施精准治疗是医疗救治的关键步骤。拟除虫菊酯类农药如氯氰菊酯（cypermethrin）可通过意外、职业或故意途径进入人体，引发从皮肤瘙痒、呕吐到精子质量下降、神经发育障碍和生育率降低等一系列健康问题。因此，开发可靠的方法来定量人体样本（如血液、尿液、组织）中的氯氰菊酯及其代谢产物至关重要。

样本前处理与净化技术

生物样本中氯氰菊酯的分析需依赖有效的提取和净化技术以降低基质干扰并提高灵敏度。常用方法包括：

• •

  液液萃取（LLE）和固相萃取（SPE）：SPE因其溶剂用量少、成本低且避免乳化现象，广泛应用于全血等复杂基质中氯氰菊酯的提取，其中Florisil吸附剂表现出较高回收率。

• •

  分散液液微萃取（DLLME）：作为一种新型微萃取技术，DLLME利用三元溶剂体系实现快速萃取和预浓缩，尤其适用于大鼠组织（肝、脑、肾）和血液样本。

• •

  QuEChERS法：虽多用于食品分析，但经改良后也可用于生物样本的多残留提取，结合分散SPE净化和GC-MS/MS或LC-MS/MS检测。

• •

  蛋白质沉淀：通过有机溶剂（如乙腈、甲醇）使蛋白质变性，简单快速，但要求待测物在重构溶剂中高度溶解。

在线SPE与LC/HESI/MS/MS联用技术可实现脐带血中氯氰菊酯的高通量分析，为流行病学研究提供支持。

色谱技术

a) 薄层色谱（TLC）

TLC基于吸附色谱原理，适用于多种样本基质和农药类别的筛查，但灵敏度低且难以定量。目前尚无TLC用于人体样本中氯氰菊酯检测的成熟研究，其应用多见于环境样本（如土壤）分析。

b) 气相色谱-质谱联用（GC-MS）

GC-MS是检测氯氰菊酯及其代谢物（如3-苯氧基苯甲酸[3-PBA]、DCCA）的可靠方法。研究显示：

• •

  德国一项暴露研究使用GC-ECD检测尿液和血液中代谢物，检出限（LOD）分别低于0.5 μg/L和5 μg/L。

• •

  急性中毒案例中，SPE结合HRGC-NCIMS可实现血浆中代谢物检测（LOD=5 ng/L）。

• •

  通过GC-IT-MS可同时测定脐带血中多种拟除虫菊酯代谢物，LOD范围0.02–0.6 ng/mL。

  GC-MS-SIM技术还可同步定量多种农药（如DDT、氯pyrifos）和多氯联苯（PCB），柱上定量限（LOQ）为25–50 pg。

c) 气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）

GC-MS/MS凭借更高灵敏度逐渐取代GC-MS。关键技术包括：

• •

  代谢物衍生化（如MTBSTFA）后通过EI模式检测，LOD达0.01 μg/L尿液。

• •

  超声辅助DLLME与大口径进样-GC-MS/MS联用，可检测大鼠脑中3-PBA和OH-PBA（LOD分别为1 ng/g和4 ng/g）。

• •

  改良QuEChERS法结合GC-MS/MS符合欧盟SANTE/12682/2019验证指南，适用于血清、血液和尿液的多残留分析。

d) 液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）

LC-MS/MS是检测极性及离子型农药代谢物的首选技术，无需衍生化且灵敏度高。研究案例：

• •

  LC-TMS验证显示氯氰菊酯在血浆中稳定性良好（97.0%–107.0%），精度0%–10.1%，线性R²>0.997。

• •

  SPE与LC-MS/MS联用可同时检测尿液中的13种农药及代谢物，LOQ低至9 pg/mL。

e) 高效液相色谱（HPLC）

HPLC结合二极管阵列检测（DAD）或Turbo离子喷雾大气压电离技术，可实现高通量检测：

• •

  中空纤维液相微萃取与HPLC-DAD联用，可定量人及大鼠尿液中3-PBA和4-OH-3-PBA（LOQ=50 ng/mL，LOD=15 ng/mL）。

• •

  HPLC-TMS的LOD范围为0.1–0.5 μg/L，每日可处理150份样本。

免疫分析法

免疫分析技术利用抗体-抗原特异性结合，适用于复杂生物基质：

• •

  免疫层析试条（ICTS）：双通道试条可检测尿液中3-PBA（LOD=0.04 ng/mL），适用于现场快速生物监测。

• •

  荧光酶免疫分析（dc-FEIA）：基于纳米抗体-碱性磷酸酶融合蛋白，检测3-PBA的IC₅₀=0.082 ng/mL，LOD=0.011 ng/mL，与LC-MS结果高度一致。

• •

  酶联免疫吸附测定（ELISA）：可检测尿液中3-PBA（IC₅₀=26.7 ng/mL）和血浆中3-PBA（IC₅₀=15.3 ng/mL），但尿液与血浆中3-PBA水平无相关性，提示前者反映急性暴露，后者反映累积暴露。

氯氰菊酯检测的挑战

基质干扰

生物样本（如血浆、尿液）的复杂性导致显著基质效应：

• •

  LC-MS/MS分析中，血浆基质效应范围达15.3%–216.3%，而HLB/PAN-SPME结合LC-MS/MS可忽略该效应。

• •

  尿液分析中，使用合成尿液替代稀释人尿可有效统一基质变异，甲醇沉淀比乙腈产生更强基质干扰。

• •

  动物实验中，兔毛中氯氰菊酯代谢物（3-PBA、cis-/trans-Cl2CA）可通过GC-MS检测（LOD=1.0–4.0 pg/mg）。

仪器灵敏度与特异性

不同技术的LOD差异显著：

• •

  GC-MS结合SPE净化后，尿液代谢物LOD可达0.5 μg/L，但需注意3-PBA分析中的背景干扰。

• •

  通过优化SPE和衍生化步骤，可提高特异性并降低检测限。

讨论

氯氰菊酯检测方法的选择需权衡灵敏度、成本与应用场景：

• •

  GC-MS和LC-MS/MS具备高灵敏度与准确性，但GC-MS更适用于挥发性化合物且符合绿色化学原则。

• •

  HPLC可分析热不稳定化合物，在农药残留检测中灵活性高。

• •

  免疫分析法成本低、速度快，适合大规模筛查，但需进一步验证血浆3-PBA作为累积暴露标志物的可靠性。

  目前尚无TLC用于人体样本检测的成熟方案，未来研究需填补该空白。

结论

氯氰菊酯的精准定量对评估农药暴露及健康风险至关重要。尽管GC-MS、LC-MS/MS等技术已高度成熟，但开发简便、低成本的方法（如TLC）仍是未来方向。通过优化样本前处理、克服基质干扰并提高仪器灵敏度，可进一步提升生物监测能力，为公共卫生干预提供科学依据。