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技术概述

全氟化合物(Per- and Polyfluoroalkyl Substances,PFAS)是一类以碳氟键为核心结构的人工合成化学品,因具备优异的疏水疏油性、化学稳定性和热稳定性,被广泛应用于食品包装材料、不粘锅涂层、防水防油纺织品、消防泡沫、表面活性剂等工业和消费领域。由于碳氟键极为牢固,全氟化合物在自然环境中难以降解,被称为“永久化学品”,可通过饮水、膳食、粉尘吸入及皮肤接触等途径进入人体,并在血液、肝脏、肾脏等组织和器官中长期蓄积,可能对肝脏功能、脂质代谢、甲状腺功能、免疫系统及生殖发育产生不良影响。

进入人体的全氟化合物及其前体物,一部分经代谢转化生成全氟羧酸、全氟磺酸等终产物,另一部分以原形或代谢物形式经尿液和胆汁排出体外。尿液采集具有无创、便捷、可重复取样等特点,尿液中全氟化合物代谢物水平能够较好地反映机体近期暴露负荷,是人体生物监测领域重要的暴露标志物。人尿液中全氟化合物代谢物检测以液相色谱-串联质谱技术为核心,结合同位素稀释定量方法,可实现纳克每升级甚至更低浓度水平目标物的准确定量,为环境暴露评估、职业健康监护和流行病学研究提供可靠的数据支撑。

检测样品

本检测适用的样品类型为人尿液,主要包括以下几种采集形式:

  • 随机尿样:任意时间采集的单次尿样,采样简便,适合大规模人群筛查和流行病学调查;
  • 晨尿:清晨第一次排尿采集的中段尿,代谢物浓度相对稳定,个体代表性较好;
  • 24小时混合尿:收集24小时内的全部尿液并混匀后取样,能够反映全天暴露的平均水平,常用于精确定量暴露评估研究。

样品采集与保存要点:应使用聚丙烯(PP)材质的采样容器和螺口盖,严禁使用含聚四氟乙烯(PTFE)涂层或内衬的容器与器具,防止引入外源性全氟化合物污染;采样前受试者应尽量回避职业性接触场景,采集中段尿并避免接触容器内壁;样品采集后立即密封、标记,记录采样时间和受试者基本信息;短期内分析可于4℃冷藏保存并尽快送检,长期保存应置于-20℃或-80℃冷冻,运输过程采用低温冷链并避免反复冻融;常规检测建议送样量不少于5-10 mL,具体用量视检测项目数量确定。

检测项目

人尿液中全氟化合物代谢物检测项目涵盖全氟羧酸类、全氟磺酸类、全氟化合物前体物及其代谢中间产物,常见检测指标包括:

  • 全氟羧酸类:全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUnDA)、全氟十二酸(PFDoDA)、全氟十三酸(PFTrDA)、全氟十四酸(PFTeDA);
  • 全氟磺酸类:全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟庚烷磺酸(PFHpS)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟壬烷磺酸(PFNS)、全氟癸烷磺酸(PFDS);
  • 前体物与新型替代物:全氟辛烷磺酰胺(FOSA)、N-甲基全氟辛烷磺酰胺、N-乙基全氟辛烷磺酰胺、6:2氟调聚物磺酸(6:2 FTS)、8:2氟调聚物磺酸(8:2 FTS)、氢代全氟醚羧酸(HFPO-DA,即GenX)等;
  • 代谢中间产物:5:3氟调聚物羧酸(5:3 FTCA)、7:3氟调聚物羧酸(7:3 FTCA)、氟调聚物不饱和羧酸(FTUCA)等前体物体内转化产物。

客户可根据研究目的和暴露场景,选择套餐检测或单项指标自由组合检测,也可就特定新型全氟化合物代谢物开展定制化的方法开发与验证服务。

检测方法

人尿液中全氟化合物代谢物含量通常处于痕量水平(纳克每升级或更低),且尿液基质复杂、含盐量高,因此需要建立高灵敏度、高选择性的分析方法。目前主流方法为同位素稀释-超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法(UHPLC-MS/MS),整体流程包括样品前处理、仪器分析和质量控制三个环节。

样品前处理:尿样于室温解冻后涡旋混匀,低温离心取上清液;定量加入与目标物对应的碳-13同位素标记内标,校正前处理过程的损失和基质效应;根据目标物性质可选择β-葡萄糖醛酸酶/芳基硫酸酯酶酶解步骤,释放结合态代谢物;随后采用弱阴离子交换(WAX)固相萃取柱对目标物进行富集净化,依次以淋洗液去除基质干扰,再以含氨水的甲醇溶液洗脱目标物;洗脱液经氮吹温和浓缩后用初始流动相复溶,过膜后待上机分析。

仪器分析:采用超高效液相色谱系统进行分离,流动相为含乙酸铵缓冲盐的水相与甲醇有机相,通过梯度洗脱完成各目标组分的色谱分离;质谱采用电喷雾负离子模式(ESI-),多反应监测(MRM)模式采集,依据保留时间和特征离子对进行定性,以内标法进行定量。分析全程严格避免使用含氟聚合物的管路和部件,最大限度降低仪器背景污染。

质量控制:每批次样品设置试剂空白、程序空白和加标回收样品,动态监控流程污染与回收率;采用基质匹配标准曲线定量,线性相关系数满足方法要求方可报数;平行样相对偏差、加标回收率均控制在方法规定的允许范围内;对超出曲线范围的样品经稀释后复测,确保检测数据准确、可靠、可溯源。

检测仪器

人尿液中全氟化合物代谢物检测依托色谱-质谱联用分析平台完成,主要仪器设备包括:

  • 超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪(UHPLC-MS/MS):痕量目标物定性定量分析的核心设备;
  • 固相萃取装置:包括全自动或手动固相萃取仪,用于尿样中目标物的富集与净化;
  • 氮吹浓缩仪:用于洗脱液的低温温和浓缩;
  • 高速冷冻离心机:用于尿样中颗粒物与杂质的分离;
  • 酶解恒温孵育装置:用于结合态代谢物的酶解处理;
  • 分析天平、涡旋混合器、pH计等辅助设备:保障前处理操作的精确与规范。

应用领域

  • 环境流行病学研究:评估普通人群及污染源周边居民的全氟化合物暴露水平,探索暴露与不良健康结局之间的关联;
  • 职业健康监护:对氟化工、电镀、消防、纺织整理等行业的从业人员开展生物监测,评价职业暴露风险;
  • 公共卫生与食品安全:结合膳食调查数据,评估食品和饮水途径的暴露贡献,支撑风险评估与卫生标准制定;
  • 临床与转化医学研究:探索全氟化合物暴露与甲状腺功能、脂质代谢、免疫功能、生殖发育等健康指标的关联;
  • 科研院所课题研究:为环境科学、预防医学、毒理学等领域的科研课题提供高质量的生物监测数据;
  • 新污染物治理研究:追踪新型全氟化合物替代物在人体内的代谢转化行为与暴露变化趋势,服务新污染物管控决策。

常见问题

问题一:人尿液中全氟化合物代谢物检测的检测周期是多久?

一般情况下,人尿液中全氟化合物代谢物检测的周期为7-15个工作日。具体交付时间受多种因素影响:检测项目的数量与组合方式(单项指标与数十项套餐的分析周期存在差异)、送检样品的数量与批次、前处理流程的复杂程度(是否需要酶解、固相萃取等步骤)、仪器上机排期以及数据审核的严格程度等。如果客户有课题结题、论文投稿等明确的时间节点要求,可提前与实验室沟通安排加急处理,在保证数据质量的前提下适当缩短交付周期。

问题二:人尿液中全氟化合物代谢物检测的检测价格是多少?

检测费用与多种因素密切相关,主要包括:所选检测项目的数量与种类(单项检测与多指标套餐的费用构成不同)、所采用的检测方法与技术路线、送检样品的数量与批次规模、是否需要酶解等特殊前处理或定制化方法开发、检测周期为常规安排还是加急安排等。不同科研课题与监测项目的需求差异较大,具体费用请直接联系我们的技术顾问,说明检测需求后即可获得针对性的报价方案。

问题三:人尿液中全氟化合物代谢物检测测试需要什么资质?

我们旗下拥有CMA和CNAS资质,检测能力范围覆盖环境介质和生物样本中多种新污染物的痕量分析领域。实验室建立了完善的质量管理体系,配备超高效液相色谱-串联质谱等大型分析平台,由经验丰富的技术团队承担方法开发、样品分析和数据审核工作,检测流程规范,数据真实可溯,能够满足科研项目、政府监测任务和企事业单位委托检测的多层次需求。

问题四:尿液样品采集过程中如何避免全氟化合物污染?

全氟化合物在日常环境和实验耗材中广泛存在,污染防控是检测成败的关键环节之一。采样时应注意:使用聚丙烯材质容器及配套螺口盖,避免使用含聚四氟乙烯涂层或内衬的器皿;采样前清洁双手并佩戴无粉丁腈手套;采集中段尿,避免尿液接触容器内壁和瓶盖内表面;采样后立即密封并按要求低温保存运输。实验室内部同时通过设置程序空白、选用无氟耗材和管路等方式监控并控制背景污染,确保检出的目标物来源于样品本身。

问题五:该检测的检出限能够达到什么水平?

依托超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱平台以及优化的固相萃取富集流程,尿液中多数全氟化合物及其代谢物的方法检出限可低至纳克每升级甚至亚纳克每升级,能够满足一般人群低剂量暴露水平下的定量需求。需要说明的是,不同化合物的质谱响应存在差异,基质干扰程度和前处理浓缩倍数也会影响具体检出限,实际数值以方法验证结果和检测报告为准。

问题六:尿液检测与血清(血浆)检测相比有哪些优势?

血清或血浆是全氟化合物暴露评估的经典基质,能够反映体内的长期蓄积负荷,但采血具有创伤性,采样成本较高且部分人群依从性差。尿液采样无创、便捷、可多次重复,特别适合大规模人群筛查、儿童人群研究以及需要长期动态监测的场景;尿液中代谢物水平对近期暴露的变化更为敏感,与血清检测互为补充。研究者可根据暴露评估的时间窗需求和受试对象的特点选择合适的生物基质,必要时可开展尿样与血样的联合检测分析。

问题七:检测结果应如何解读与应用?

检测报告通常给出各目标物的浓度值、方法检出限以及低于检出限数据的处理说明。由于全氟化合物在人群中的暴露水平受地区、水源、膳食结构和职业接触等多种因素影响,单次检测结果宜结合人群参考水平、采样时段和个体暴露史进行综合解读。在科研应用中,可将尿液中代谢物浓度与肌酐校正结果、环境介质浓度以及健康效应指标进行联合分析,系统评估暴露来源与健康风险。如对报告数据存在疑问,可随时与技术团队沟通,获得专业的数据解读与应用支持。