2014年中国发布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)规定，从2016年1月1日起执行新的标准，所有生活垃圾焚烧炉烟气中二噁英的排放限值为0.1ng TEQ/m3。企业应每年至少自查一次，环保主管部门应采用随机方式每年至少监测一次，这标志着我国应对垃圾焚烧二噁英排放迈出新的步伐。
二噁英（PCDD/Fs）是一类非人为故意排放的持久性有机污染物（POPs），其环境来源主要包括废物焚烧、钢铁生产、有色金属冶炼，以及化学品生产副产物等。二噁英是一类多氯代三环芳香化合物（结构式见下图），根据其分子中氯原子的不同取代位置和数目，能产生210种异构体，其中17种（2,3,7,8位被CI取代的）被认为对人类和生物危害最为严重。二噁英可通过食物链进行富集和放大，从而导致高营养级生物受到高水平二噁英污染暴露。人体暴露的二噁英90%来源于动物源性食物。因此，针对食品和动物饲料中的二噁英进行准确定性定量具有重要意义。
图1.二噁英化学结构图
高分辨气相色谱-高分辨质谱联用法（HRGC-HRMS）被认为是二噁英检测的“黄金标准”。随着近年来气相色谱-三重四极杆质谱联用技术（GC-MS/MS）的不断发展，GC-MS/MS 已可同时兼顾高灵敏度和高选择性，从而实现二噁英的准确定性定量。2014年欧盟法规将GC-MS/MS列为食品和饲料中二噁英分析的确认方法，表明该方法不仅能够在超痕量污染物的筛查中发挥重要作用，而且在政府监控食物和饲料等方面承担更多角色。
作为全球主要的科学仪器供应商，岛津公司一直关注环境与食品安全，并积极投身于改善中国环境质量的事业中。岛津公司和中科院生态环境中心二噁英实验室（亚太区域唯一的POPs监测示范实验室）联合利用岛津GCMS-TQ8040推出食品和饲料中二噁英分析的应用方案和方法包。该方法包包括二噁英质谱数据库（17种二噁英同族体（包括对应13C标记同位素内标）、MRM参数、碰撞能量CE、保留指数等）和二噁英的色谱分析条件。方法包可以直接移植到客户实验室，帮助相关领域的客户完美应对欧盟和我国相关标准对二噁英分析的要求。
岛津GCMS-TQ8040
应用岛津GCMS-TQ8040三重四极杆气质联用仪结合Smart MRM功能建立的二噁英分析方法具有灵敏度高(10 fg/μL 2,3,7,8-TCDD，S/N>40）；线性好（0.25-200 ng/mL(TCDD)，线性相关系数R2>0.999）；重复性和稳定性高（10 fg/μL 2,3,7,8-TCDD进样12针，RSD≤15%）等优点。使用此方法对实际食品和饲料样品进行分析，结果显示GC-MS/MS能够获得与HRGC/HRMS基本一致的分析结果，表明GCMS-TQ8040能够按照欧盟法规要求实现对食品和动物饲料中痕量PCDD/Fs的分析检测。实验流程如下：
样品前处理
食品和动物饲料样品的前处理方法主要依据EPAmethod 1613B 并做适当修改。样品萃取采用加速溶剂萃取仪（ASE），净化采用酸/碱复合硅胶柱，氧化铝柱和活性炭柱等。样品萃取前加入13C标记替代内标（1613-LCS），仪器分析前加入13C标记进样内标（1613-IS）。
图2.样品的前处理过程
仪器参数
MRM方法中所监测的17种PCDD/Fs及其13C标记同位素内标均选择两个不同的前体离子和对应产物离子。仪器参数如下图所示。
图3.GCMSMS的仪器优化条件
灵敏度考察
为考察GC-MS/MS在低进样浓度的响应灵敏度，将EPA-1613CS1标准溶液稀释50倍(10 fg/μL 2,3,7,8-TCDD)，进样量为2μL，即绝对进样量为20 fg。
图4 .PCDD/Fs同系物的MRM分析质量色谱图
线性响应
采用EPA-1613 CVS系列 ( CSL,CS0.5,CS1-CS5)制作标准曲线。标准溶液进样量为1 μL。所有化合物在设定范围内（例：0.25-200ng/ml (TCDD)）线性相关系数R2>0.999。
图5. 2,3,7,8-TCDD的7 点线性拟合校准曲线及平均响应因子
图6. 2,3,7,8-TCDF的7 点线性拟合校准曲线及平均响应因子
重复性/稳定性
将稀释50倍的EPA-1613CS1 (10 fg/μL, 2,3,7,8-TCDD)分别进行日内和日间进样，考察仪器响应的重复性和稳定性。日内连续进样4次，日间连续进样3天，共计12次。17种PCDD/Fs同系物与对应13C标记同位素内标的峰面积RSD均小于15%，表明仪器响应的重复性和稳定性均较好。
图7. PCDD/Fs与13C标记同位素内标峰面积的重现性(n=12)
与高分辨结果比较
牛奶和饲料用鱼油样品经前处理后，在相同的气相色谱条件下分别进行GC-MS/MS和HRGC/HRMS检测分析。在GC-MS/MS的检测结果中，鱼油和奶粉中PCDD/Fs的毒性相当量（TEQ）分别为29.5 pg WHO-TEQ2005/g 脂肪和1.38pg WHO-TEQ2005/g；而HRGC/HRMS的检测结果中，鱼油和奶粉中PCDD/Fs的毒性相当量（TEQ）分别为24.9 pg WHO-TEQ2005/g 脂肪和 1.37 pg WHO-TEQ2005/g。二者相对偏差RD<10%, 表明GC-MS/MS与HRGC/HRMS的分析结果具有较好的一致性。
图8. 鱼油中PCDD/Fs同系物的GC-MS/MS和HRGC/HRMS检测结果对比图
图9. 奶粉样品中PCDD/Fs同系物的GC-MS/MS和HRGC/HRMS检测结果对比图
结论岛津GCMS-TQ8040系统能够实现对食品和动物饲料中PCDD/Fs的有效筛查和定量分析。该方法具有较高的灵敏度，良好的线性和重现性。对实际样品的分析显示，GC-MS/MS能够获得与HRGC/HRMS的基本一致的分析结果，表明GCMS-TQ8040能够按照欧盟法规要求实现对食品和动物饲料中痕量PCDD/Fs的分析检测。并且相对于昂贵的高分辨质谱(HRGC/HRMS)，气相色谱-三重四极杆质谱仪具有较大的成本优势，且仪器操作简单，采用MRM模式去干扰能力强，选择性高等优点，未来GC-MS/MS在食品和动物饲料中二噁英的筛查和确认方面将具有巨大的市场前景。