分享自:

亲水相互作用液相色谱与质谱联用技术在环境样品中新兴有机污染物检测中的应用

期刊:trends in analytical chemistryDOI:10.1016/j.trac.2017.07.017

这篇文档属于类型b(综述类论文),以下是针对该文献的学术报告:


作者与机构信息
本文由Daniela Salas、Francesc Borrull、Núria Fontanals*和Rosa Maria Marcé合作完成,均来自西班牙Universitat Rovira i Virgili的分析化学与有机化学系。论文于2017年7月16日被《Trends in Analytical Chemistry》期刊接收,DOI编号为10.1016/j.trac.2017.07.017。

主题与背景
论文题为《Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography Coupled to Mass Spectrometry-Based Detection to Determine Emerging Organic Contaminants in Environmental Samples》,系统综述了亲水相互作用液相色谱(HILIC,Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography)与质谱联用技术在环境样品中新兴有机污染物(EOCs,Emerging Organic Contaminants)分析中的应用进展。由于传统反相液相色谱(RPLC)对极性化合物的保留能力不足,HILIC因其在高有机相流动相条件下的优异表现成为解决这一问题的关键技术。


主要观点与论据

1. HILIC的机制与优势
HILIC的保留机制复杂,主要包括亲水分区(hydrophilic partitioning)、表面吸附和静电相互作用。Alpert最早提出其核心机制为固定相表面水层与流动相之间的分配作用。研究表明,高有机溶剂比例(如乙腈)的流动相可提升质谱电离效率,同时减少基质效应(ME,Matrix Effect)。与RPLC相比,HILIC对极性化合物(如含氨基、羧基或羟基的分子)的保留能力显著增强,例如抗糖尿病药物二甲双胍在RPLC中几乎无保留,而在HILIC中可实现有效分离(Scheurer et al., 2009)。

2. 固定相的选择与比较
环境分析中常用的HILIC固定相包括:
- 裸硅胶柱(如Atlantis HILIC、Kinetex HILIC):适用于中性极性化合物。
- 两性离子柱(如ZIC-HILIC):通过磺酸基和季铵基团的静电相互作用增强对离子化化合物的选择性。
- 酰胺柱(如TSKgel Amide-80)和二醇柱(如Luna HILIC):分别通过氢键和羟基相互作用优化分离。
对比研究发现,两性离子柱对人工甜味剂的分离效果优于裸硅胶柱(图1),而交叉联二醇柱对可卡因代谢物的分析灵敏度更高(Van Nuijs et al., 2009)。

3. 流动相优化策略
HILIC流动相通常以乙腈为主体,添加挥发性缓冲盐(如甲酸铵或乙酸铵)以控制pH(3-4.5)。研究显示:
- 盐浓度增加会增厚固定相表面水层,提高亲水分区主导的保留(McCalley, 2013)。
- 添加少量甲醇可提升电喷雾电离(ESI)灵敏度(Fauvelle et al., 2015)。
- 梯度洗脱需注意平衡时间过长的问题,新型固定相技术可缓解此缺陷。

4. 环境应用案例
HILIC-MS已成功应用于以下领域:
- 药物与毒品分析:如污水处理厂出水中的可卡因代谢物(Gheorghe et al., 2008),采用ZIC-HILIC柱的LOQ(定量限)达ng/L级。
- 毒素检测:蓝藻神经毒素BMAA(β-N-甲基氨基-L-丙氨酸)在ZIC-HILIC柱上实现基线分离(Li et al., 2010)。
- 人工甜味剂:同步HILIC-HRMS(高分辨质谱)法直接进样SPE提取液,简化前处理步骤(Salas et al., 2015)。

5. 与RPLC的协同作用
串联RPLC-HILIC柱可同时分析疏水性和亲水性化合物。例如,Chen等(2016)通过Zorbax SB-C18与Venusil HILIC联用,在一次进样中完成19种藻毒素的分离。此外,分步RPLC和HILIC分析可解决同分异构体干扰问题(Christophoridis et al., 2016)。


意义与价值
本文系统总结了HILIC-MS在环境分析中的技术优势:
1. 方法学创新:通过固定相和流动相优化,解决了极性污染物在传统RPLC中保留不足的难题。
2. 应用拓展:覆盖药物、毒素、毒品等多类污染物,为环境监测提供高灵敏度工具。
3. 未来方向:新型混合模式固定相和在线SPE-HILIC联用技术有望进一步提升分析效率。

亮点总结
- 首次全面评述HILIC在环境样品EOCs分析中的进展。
- 提出HILIC与RPLC互补的策略,推动多维色谱发展。
- 强调直接进样有机提取液的简化流程,减少样品损失。


(注:文中涉及的期刊名称、作者名及专业术语均按原文保留,术语首次出现时标注英文原词。)

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com