有机新污染物的非靶向筛查策略的基本原理和方法
李剑超 陕西师范大学
随着工业和农业的快速发展，新型有机污染物的种类和数量不断增加，对环境和人类健康的影响也越来越大。因此，对有机新污染物的筛查和鉴定成为了一个重要的研究领域。非靶向筛查策略是一种适用于复杂样品中未知有机污染物筛查的技术。下面将详细介绍其基本原理和方法。
一、基本原理
非靶向筛查策略的基本原理是通过高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）技术，将复杂样品中的有机污染物进行分离和鉴定。该方法基于不同化合物在色谱柱上的保留时间、质谱响应特征和相对丰度的差异，对样品中的化合物进行分离和鉴定。
在非靶向筛查中，样品中的有机污染物首先通过高效液相色谱进行分离。液相色谱是一种根据化合物在固定相和流动相之间的分配平衡进行分离的技术。通过选择合适的色谱柱和流动相，可以将样品中的不同化合物按照其分子结构和极性的差异进行分离。在液相色谱分离的基础上，将各个组分送入质谱仪进行进一步的分析。
质谱是一种将化合物离子化后，根据其质量-电荷比（m/z）对离子进行分离和检测的技术。在非靶向筛查中，通过将液相色谱分离后的组分送入质谱仪，可以得到每个组分的质谱图。通过比较已知化合物的质谱图和未知化合物的质谱图，可以初步推测未知化合物的分子量和可能的结构。此外，通过比较不同样品中相同种类化合物的质谱图，可以进一步确认化合物的分子结构和相对丰度。
二、方法
非靶向筛查策略的主要步骤包括样品制备、液相色谱-质谱联用分析、数据处理和化学成分鉴定。
样品制备样品制备是非靶向筛查策略的关键步骤之一，其目的是尽可能保留样品中的原始化学成分，并去除可能干扰检测的杂质。常见的样品制备方法包括提取、浓缩、净化和衍生化等。在样品制备过程中，需要根据化合物的性质和样品类型选择合适的处理方法，以避免引入新的人为因素对结果产生干扰。常用的提取方法包括溶剂萃取、超声波辅助提取和微波辅助提取等。在提取过程中，需要注意控制温度、时间和溶剂的用量等因素，以避免对样品中的化学成分产生破坏作用。
液相色谱-质谱联用分析在样品制备完成后，需要进行液相色谱-质谱联用分析。该步骤的主要目的是将样品中的有机污染物进行分离、鉴定和定量。在液相色谱-质谱联用分析中，需要选择合适的液相色谱柱和流动相，并根据样品的特性和目标化合物类型调整液相色谱和质谱的参数设置。在实际操作中，需要注意控制流速、进样量等参数，以确保样品的分离效果和灵敏度。
数据处理数据处理是非靶向筛查策略中关键的步骤之一，其目的是对液相色谱-质谱联用分析产生的数据进行处理和分析，以找出样品中的不同化合物并推测其可能的分子结构和含量。在数据处理过程中，需要消除背景噪声、识别信号峰、计算相对丰度等。这些处理步骤可以通过专业的数据处理软件实现，如MassHunter、XCalibur等。在数据处理完成后，可以得到每个化合物的质谱图、相对丰度和保留时间等信息。
化学成分鉴定在数据处理完成后，需要根据所得到的化合物信息，结合文献资料和已知化合物的光谱数据等手段进行化学成分鉴定。对于一些新型或结构特殊的化合物，需要进行进一步的实验验证。常用的实验方法包括核磁共振、红外光谱等。这些实验方法可以帮助确定化合物的分子结构和官能团等信息，从而对化合物进行准确的鉴定。此外，对于一些常见的高污染风险污染物如农药等可以进行高灵敏度的筛查。