ES&T Letters | 上海交通大学张琨副教授(戴家银教授团队): 水生生物体内的电子有机发光材料污染

Original ACS Publications ACS美国化学会

英文原题：First Evidence of Contamination in Aquatic Organisms with Organic Light-Emitting Materials

通讯作者：张琨, 上海交通大学环境科学与工程学院

作者：Jingsheng Wang, Jiani Nan, Meng Li, Guangxiang Yuan, Yanbin Zhao, Jiayin Dai, and Kun Zhang*

图片摘要

成果简介

电子有机发光材料（OLEM）在电子显示屏中发挥着不可替代的作用，其中一些物质被认为可能具有持久性、生物累积性和毒性。尽管目前已经在室内灰尘和沉积物等环境介质中检出了一些有机发光材料小分子，受分析方法的限制，目前还没有关于它们在生物体中的污染状况研究。本研究建立了基于大气压气相色谱-串联质谱（APGC-MS/MS）的生物样品中电子有机发光材料定量分析方法，发现在野外水生动物体内存在该类物质的污染。在30种目标物质中，总共检测到29种，包括 16 种液晶单体（LCM）和 13 种在有机发光二极管显示器（OLED）中使用的电子有机发光材料。无脊椎动物中，OLEMs 的总浓度范围为ND - 7.36 ng/g 湿重（中位数为 0.13 ng/g 湿重），在鱼类中，总浓度则为ND - 29.7 ng/g 湿重（中位数为 9.5 ng/g 湿重）。上述结果表明水生生物已经受到有机发光材料污染，为进一步开展该类物质环境健康风险研究提供了方法和依据。

引言

电子显示屏作为信息展示和交互的最佳方式，被广泛应用于各种电子产品中。电子有机发光材料作为电子显示屏的重要成分，已被证明可以在使用和处置过程中向环境中释放，其结构特征决定其具有潜在的持久性和生物富集性。然而有机发光材料的环境存在直到近几年才被报道，对这种新型环境污染物的认识仍然存在空缺，尤其是关于野生生物的污染现状，关于OLED中使用的有机发光材料的相关研究更是处于空白状态。本研究创新性地建立了针对生物样品中有机发光材料小分子的高灵敏度分析方法，并提供了采集自深圳大鹏湾和大亚湾的水生生物样本中有机发光材料残留水平的第一手证据。

图文介绍

图1 (A)用于液晶显示屏面板生产的16种OLEM的化学结构。(B)用于有机发光二极管显示屏面板生产的14种OLEM的化学结构。(C)标准溶液中30种目标物的总色谱图。(D) 四种净化方法的回收率散点图。

本研究关注的有机发光材料主要包括两类，用于液晶显示屏的液晶单体物质一般含有平面、刚性的芳香环结构，其中很多含有氟原子取代，用于有机发光二极管显示屏的OLEM则一般含有多环芳烃骨架，其中多数含有溴原子取代（图1A，B）。利用APGC-MS/MS检测技术以及串联固相萃取小柱（图1D中的Method A）的净化方法可以实现高灵敏度和选择性的样品检测（图1C，D）。所有目标化合物的基质效应介于77.6% 到132% 之间，30个OLEM中有23个物质在组织样本中的检出限低于2 pg/g 湿重。

研究共计在10个水生物种中检测到有机发光材料，检出率范围为1% - 9%。OLEM-15和OLEM-21是检出率最高的OLEMs，两者的检出率均为9%。OLEMs的总浓度介于ND - 29.7 ng/g 湿重（中值为0.13 ng/g湿重），其中最主要的是OLEM-16，其浓度范围为ND - 15.7 ng/g 湿重，中位数浓度为7.0 ng/g 湿重。电子有机发光材料的污染浓度低于同一区域的多环芳烃、六氯环己烷和多溴联苯醚等典型有机污染物。

讨论/小结

本研究首次建立了能定量检测野外生物体内有机发光材料的方法，并发现该类污染物已经进入野外水生生物当中，未来研究急需对该类物质环境行为尤其是生物积累潜力开展更深入的探索。

相关论文发表在Environ. Sci. Technol. Letters上，王竞生为文章的第一作者，张琨副教授为通讯作者。

作者简介：

通讯作者：张琨

上海交通大学环境科学与工程学院副教授、博士生导师。研究方向为新污染物的环境归趋和环境风险评价。先后主持上海市浦江人才计划项目、国家自然科学基金优秀青年基金项目。目前共发表第一或通讯作者SCI论文20余篇，包括Environ. Sci. Technol. 10篇、Environ. Sci. Technol. Lett. 2篇，文章总引用大于1200次。

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Environ. Sci. Technol. Lett. 2022, XXXX, XXX, XXX-XXX

Publication Date:August 11, 2022

https://doi.org/10.1021/acs.estlett.2c00469

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