通过顺序溶剂萃取结合21T FT-ICR质谱（采用电喷雾和常压光电离技术）对烧蚀土壤有机质进行表征

《Analytical Chemistry》：Characterization of Burned Soil Organic Matter via Sequential Solvent Extractions and 21 T FT-ICR Mass Spectrometry with Electrospray and Atmospheric Pressure Photoionization

土壤有机质火灾影响及质谱分析策略研究

　　

野火显著改变了土壤有机质（SOM）的组成，产生了复杂的极性和非极性化合物混合物，这些混合物难以分析。本研究结合了顺序萃取、电喷雾离子化（ESI）和大气压光离子化（APPI）技术，随后使用21T傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术，以提高对燃烧后土壤中有机质的分子表征能力。首先用水萃取土壤，然后用有机溶剂（丙酮/环己烷以及甲醇/甲苯/四氢呋喃）进行索氏萃取。通过正负ESI检测到的化合物种类范围扩大了8-62%，而APPI技术使得原本无法被ESI检测到的碳氢化合物和含氮化合物得以被识别。在鉴定出的化合物中，与植物甾醇降解产物stigmasta-3,5-diene等生物标志物一致的分子式仅存在于有机溶剂中。在各种植被类型（包括森林生态系统）的火灾后都观察到了stigmasta-3,5-diene及其类似化合物。在四个双键当量处检测到的高丰度化合物（例如25-azacoprostane）可能属于甾醇干扰物或胆固醇代谢抑制剂，有可能作为火灾条件的额外生物标志物。根据碳的名义氧化态（NOSC）计算结果，不同溶剂类型和离子化模式下的化合物表现出明显的分类特征，这表明与水相比，有机溶剂能够更选择性地提取出稳定性较低的有机物质。这些结果强调了顺序溶剂萃取和多样化数据分析策略在深入理解火灾影响下的土壤有机质化学性质方面的关键作用，并为环境监测和生物地球化学研究中的生物标志物发现提供了框架。