没有一种方法可以适用于所有情况：用于水质分析的色谱平台（RP-HPLC、HILIC、SFC和IC-HRMS）的比较研究

《Analytical Chemistry》：Not One Method to Rule Them All: A Comparative Study of Chromatographic Platforms (RP-LC-, HILIC-, SFC-, and IC-HRMS) for Water Analysis

检测环境样品中非目标化合物时，单一色谱方法存在局限性。本文系统比较了RP-LC、HILIC、SFC和IC四种色谱平台，使用127种极性范围广泛的化合物及真空浓缩后的地下水样本，发现RP-LC对中等极性化合物（logDpH7.4 >0）覆盖率最高（约90%），但极性化合物（logDpH7.4 <0）检测率显著下降，需结合SFC（70%）或HILIC（60%）提升覆盖率至94%。IC在负离子模式下对强极性离子化合物有效，但整体覆盖率最低（<30%）。实验证实多平台联用可显著扩展化学空间，且SFC的窄峰特性（fwhm 2.5-4秒）优于HILIC（6-8秒）和IC（16-17秒）。

　　在当今环境监测领域，合成化学品的广泛使用使得对水体中人工污染物的快速、可靠检测变得尤为重要。这些污染物包括药物、农药、工业化学品及其转化产物，它们可能通过地表水进入地下水，并最终影响饮用水资源。因此，研究者们正在寻找更全面、更有效的分析方法，以提高对这些污染物的检测能力。在此背景下，液相色谱-高分辨质谱联用技术（LC-HRMS）已成为环境监测和风险评估的重要工具，因为它能够实现对痕量级污染物的检测和识别。然而，尽管LC-HRMS技术在非靶向筛查（NTS）中广泛应用，但其在保留高度极性和离子性化合物方面存在一定的局限性。

为了克服这些限制，研究者们尝试引入其他色谱技术，如亲水相互作用色谱（HILIC）、超临界流体色谱（SFC）和离子色谱（IC），并结合高分辨质谱进行分析。这些方法在保留极性化合物方面具有独特优势，但同时也存在操作复杂、灵敏度差异和矩阵效应等挑战。本研究通过系统比较四种色谱平台——反相液相色谱（RP-LC）、HILIC、SFC和IC——对127种环境相关化合物的检测能力、保留特性、色谱特征和离子化效率进行了深入分析。此外，研究还评估了在真实地下水样品中进行极性化合物加标后的平台性能。

在方法选择上，研究团队共采用了12种不同的色谱方法，涵盖五个RP-LC、三个HILIC、两个SFC和两个IC系统，以确保全面性。这些方法在不同实验室中进行，包括使用不同的色谱柱、流动相和质谱参数。为了保证数据的一致性和可比性，研究采用了基于提取离子色谱图（EIC）的分析流程，而非传统的特征检测工具。这一方法有助于减少因色谱峰宽和基线噪声带来的误判，从而提高检测的准确性。

在检测结果方面，所有127种化合物中，有125种至少被一种平台检测到，其中两种化合物（folpet和disulfoton）由于缺乏电喷雾离子化（ESI）活性官能团而未被检测。对于非极性到中等极性的化合物，RP-LC的检测覆盖率最高，约为90%；而SFC的覆盖率约为70%。相比之下，IC和HILIC的覆盖率则显著较低，分别低于30%。这表明，对于极性较强的化合物，尤其是log D（pH7.4）小于0的化合物，传统的RP-LC方法可能无法提供足够的保留能力。在极性化合物的检测中，SFC和HILIC的覆盖率相对较高，达到60%左右，而IC在负离子模式下表现出更好的检测性能，这与其离子交换分离机制密切相关。

进一步的分析显示，随着化合物极性的增加，检测频率呈下降趋势，这反映了各平台在分析能力上的局限性。通过将RP-LC与SFC或HILIC相结合，可以显著提高检测覆盖率，达到94%。然而，在地下水加标实验中，由于基质效应和真空蒸发浓缩（VEC）过程中的损失，覆盖率下降至73%。这说明，即使在理想条件下，真实环境样品中的复杂基质仍可能对检测产生影响，因此在实际应用中，平台之间的协同作用显得尤为重要。

从色谱峰的宽度来看，SFC和RP-LC的峰宽较窄，分别为约2.5秒和4秒，而HILIC和IC的峰宽较宽，分别约为7秒和17秒。这种差异可能与不同色谱平台的分离机制有关，也影响了特征检测的准确性。因此，对于具有宽峰宽的HILIC和IC平台，需要更精细的信号处理策略，以减少因基线噪声或低强度信号导致的误判。

研究还探讨了各平台之间的保留时间相关性。结果显示，同平台的方法之间保留时间具有较高的相关性，例如SFC方法之间的相关系数高达0.94，而不同平台之间相关性较低。这表明，各平台的保留机制存在显著差异，尤其是在处理极性化合物时，SFC表现出独特的保留行为，其保留时间与log D（pH7.4）的相关性不如RP-LC。因此，在进行定量非靶向筛查（qNTS）时，SFC可能需要专门的模型训练，而其他LC平台可能更容易实现模型的跨平台转移。

在离子化效率方面，研究发现各平台之间存在较大差异，尤其是在SFC中。这种差异直接影响了定量模型的可转移性。因此，尽管qNTS模型在某些LC平台之间可能具有一定的通用性，但在涉及SFC时，需要单独的建模策略。此外，研究还指出，使用内部标准和参考化合物进行数据归一化是实现跨平台检测准确性的关键。

总体而言，本研究揭示了不同色谱平台在环境非靶向筛查中的优势和局限性。RP-LC在非极性到中等极性化合物的检测中表现优异，但无法有效保留高度极性物质。而SFC、HILIC和IC则在检测高度极性化合物方面具有不可替代的作用。为了提高检测的全面性和准确性，建议在实际应用中结合至少两种互补的色谱平台。这一策略对于复杂环境样品尤为重要，因为基质效应和样品前处理过程可能显著影响检测结果。此外，研究还强调了数据预处理的重要性，特别是在处理HILIC和IC等具有宽峰宽和高基线噪声的平台时，优化的信号处理方法可以有效减少假阴性结果，提高检测的可靠性。通过这些方法的结合，环境非靶向筛查可以更全面地覆盖化学空间，从而更好地识别和量化新兴污染物（CECs）。