Micro QuEChERSをベースにした、野生動物の毒性に関連する360種類の汚染物質を全血中で同時にバイオモニタリングするためのメソッド

Micro QuEChERS-based method for the simultaneous biomonitoring in whole blood of 360 toxicologically relevant pollutants for wildlife.

• Cristian Rial-Berriel
• Andrea Acosta-Dacal
• Manuel Zumbado
• Octavio P Luzardo

抄録

本研究では、野生生物にとって毒性が懸念される360種類の環境汚染物質を定量するための小型化された方法の最適化、検証、検証を行いました。この方法は、酸性化アセトニトリルを用いて250μlの全血からQuEChERSベースのワンステップ抽出を行い、その後、LC-MS/MSとGC-MS/MSによる2つの相補的な分析を行うことを意味する。最適化された条件により、主要な難分解性有機汚染物質、広範囲の植物保護剤、殺鼠剤、医薬品、曝露のバイオマーカーとして使用できる一連の代謝物の同時測定が可能になりました。この方法は非常に感度が高く、1.5ng/ml以下の濃度で95%の汚染物質を検出することができます。この方法は、2018年と2019年のフィールド生態調査で収集した夜行性と昼行性の野生猛禽類の一連の148サンプルに適用されました。これらのサンプルからは51種類の汚染物質が検出され、1サンプルあたりの汚染物質の中央値は7であった。予想通り、サンプルの50％以上で検出された6種類の汚染物質のうち5種類は、難分解性または半難分解性の有機汚染物質であった。しかし、2-フェニルフェノール、ベナラクシル、メタフルミゾン、ジフェニルアミン、ブロディファクーム、レバミソールなどの非難分解性汚染物質が高頻度で検出されており、これらの化学物質が食物連鎖に浸透していることが示唆された。これらの知見の毒性学的意義については、今後の研究で詳細に検討する必要がある。しかし、今回開発した手法は、野生動物の汚染物質を幅広く、信頼性が高く、簡便かつ迅速に定量できることが明らかになり、少量のサンプルでバイオモニタリング研究に有用なデータが得られることが示されました。

This work presents the optimization, validation, and verification of a miniaturized method for the determination of 360 environmental pollutants that are of toxicological concern for wildlife. The method implies a one-step QuEChERS-based extraction of 250 μl whole blood using acidified acetonitrile, followed by two complementary analyses by LC-MS/MS and GC-MS/MS. The optimized conditions allow the simultaneous determination of the major persistent organic pollutants, a wide range of plant protection products, rodenticides, pharmaceuticals, and a suite of metabolites that can be used as biomarkers of exposure. The method is very sensitive, and 95% of the pollutants can be detected at concentrations below 1.5 ng/ml. The method was applied to a series of 148 samples of nocturnal and diurnal wild raptors collected during field ecological studies in 2018 and 2019. Fifty-one different contaminants were found in these samples, with a median value of 7 contaminants per sample. As expected, five of the six contaminants that were detected in >50% of the samples were persistent or semi-persistent organic pollutants. However, it is striking the high frequency of detection of some non-persistent pollutants, such as 2-phenylphenol, benalaxyl, metaflumizone, diphenylamine, brodifacoum or levamisole, indicating the penetration of these chemicals into the food chains. The toxicological significance of all these findings should be studied in depth in future research. However, the results clearly demonstrated that the approach developed provides reliable, simple, and rapid determination of a wide range of pollutants in wildlife and makes it very useful to obtain valuable data in biomonitoring studies with only small amounts of sample.

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