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2024基于色谱-质谱联用技术检测尿液中类固醇激素及代谢物的研究

进展(附图表)

摘要

类固醇激素在人体新陈代谢、免疫调节、生长发育、维持生命功能等方面具有重要作用，但其同时又作为一类新型有机污染物，干扰人体正常的内分泌机能从而对人体产生危害，因此类固醇激素的研究已逐渐成为国际上环境和健康领域的研究热点。尿液具有无创收集、前处理简

单、能敏感地反映生理变化等优势，更适用于定期、重复监测。

色谱-质谱联用技术灵敏度高、选择性好、通量高，在尿液类固醇激

素检测中得到了广泛应用。

本文基于色谱-质谱联用技术综述了检测类固醇激素的尿样的采集和储存条件、前处理技术、色谱-质谱分析方法、分析软件和数据库，以及部分类固醇激素在我国不同健康人群尿液中的检出情况等研究进展，指出尿液中类固醇激素及其代谢物的检测因基质复杂、种类繁多以及含量较低，仍需进行广泛而深入的研究，实现对多种类固醇激素及其

代谢物的精确定量仍面临挑战。

未来研究需建立标准化采集和储存方法，开发更高效和环境友好型的前处理技术以及高灵敏度、高可靠性和高通量的色谱-质谱仪器，合成更多类固醇激素及代谢物标准品和同位素，同时不断完善数据库信息以满足精确定量的需求，为尿液中类固醇激素检测及人群健康风险评估

等研究提供参考。

类固醇激素，又称甾体激素，是一种亲脂性小分子化合物，种类繁

多，根据结合的受体可分为两大类：性激素(包括雌激素、雄激素和孕激素)和皮质激素(包括糖皮质激素和盐皮质激素)。按照来源可分为内源

性和外源性类固醇激素，其中，内源性类固醇激素是由机体的分泌器官

或组织自然合成，用于维持机体内稳态平衡；外源性类固醇激素由人工

合成或其他生物体排泄而来，属于内分泌干扰化合物(Endocrine

DisruptingChemicals,EDCs)。类固醇激素在人体新陈代谢、免疫调节、生长发育、维持生命功能等方面具有重要作用，即使少量激素都会对人体产生较大影响。当人类长期接触或摄入环境及食品中含有激素残留的物质时，超过某一限定值时将会对人体产生负反馈作用，从而破坏机体的正常生理平衡，致使激素分泌失调进而对人体健康造成威胁。欧盟自1996年起禁止畜牧业使用促生长激素，并将雌激素列为优先检测

的118种内分泌干扰物之一。同时，英国制定了环境质量标准，以限制

雌激素的排放。我国2019年颁布农业农村部公告第250号，禁止在食品动物中应用合成类固醇激素。因此，类固醇激素的暴露评估已成为环

境健康领域的研究热点之一。

多数类固醇激素经过I期和Ⅱ期代谢后，以葡萄糖醛酸和硫酸盐的形式通过尿液排出。研究表明，与血清检测相比，尿液类固醇激素检测具有更好的敏感性和特异性，更适用于定期、重复监测；此外，尿样一般不需要复杂的衍生化处理，前处理方法较血样更为简单，而且采集方法非侵入性，操作方便，受试者易于接受。因此，选择尿液进行类固醇

激素及其代谢物定量分析具有一定优势，已在类固醇激素内暴露水平检

测中得到广泛应用。尿液中常见的类固醇激素基本情况、代谢物以及类

固醇激素紊乱带来的相关疾病如表1所示。

早期类固醇激素的测定主要通过免疫学技术，但这种技术往往需要大样本量，耗时耗力，且检测结果易受到抗体之间交叉反应的干扰，降低了结果的可靠性，仅适用于进行单一或少数几种物质的分析。随着仪器技术的不断进步，色谱-质谱分析方法，如气相色谱(GasChromatography,GC)、液相色谱(LiquidChromatography,LC)、高效液相色谱(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)和超高液相色谱(UltraPerformanceLiquidChromatography,UPLC)

等色谱技术与三重四级杆(TripleQuadrupole,QqQ)、四极杆-离子阱

(QuadrupoleTrap,Q-Trap)、飞行时间(TimeofFlight,ToF)、静电轨道阱(Orbitrap)和四级杆-飞行时间(Quadrupole-TimeofFlight,Q-ToF)等质谱(MassSpectrometry,MS)技术联用，已实现了高通量和高精度的分析，广泛应用于尿液类固醇激素检测。由于尿液中类固醇激素含量普遍较低，介于pg/L~ng/L之间，亟需建立高回收率的前处理技术以及高灵敏度、特异度的色谱-质谱分析方法，进而开展靶向和非靶向分析。本文综述了用于检测类固醇激素的尿样的采集和储存条件、尿液中类固