《Journal of Chromatography A》：Hyphenation of supercritical fluid chromatography to high resolution Orbitrap mass spectrometry for the purpose of non-targeted small molecule analysis
编辑推荐：
•超临界流体色谱与120 Exploris Orbitrap质谱仪联用。•基于酸碱分离原理的色谱分离。•使用处理过的废水和再生水验证了该非靶向分析方法的有效性。•在验证样品集中鉴定出了90种化合物。•鉴定出了药品、农药、天然产物和化妆品成分。引言在许多化学领域，使用联用色谱-高分
- •
超临界流体色谱与120 Exploris Orbitrap质谱仪联用。
- •
基于酸碱分离原理的色谱分离。
- •
使用处理过的废水和再生水验证了该非靶向分析方法的有效性。
- •
在验证样品集中鉴定出了90种化合物。
- •
鉴定出了药品、农药、天然产物和化妆品成分。
引言
在许多化学领域，使用联用色谱-高分辨质谱（HRMS）的非靶向分析方法变得越来越普遍。这些方法的优势在于，在定性鉴定的分析目标下，无需使用昂贵的参考标准品即可识别化合物[1]。这种方法特别适用于环境科学，因为在水环境中识别新兴污染物对于风险评估以及未来纳入监测和治理计划至关重要[2,3,4]。在大多数化学领域，联用技术的黄金标准是反相液相色谱（RPLC）。由于需要使用极性流动相，因此样品必须可溶于水或酒精，但这对于极性化合物的分离存在局限性——通常极性化合物会先洗脱出来，且分离度较差[3]。结果，极性化合物、强极性化合物和离子化合物由于与极性流动相的亲和力较高，在色谱柱中的保留时间较短，甚至可能出现在色谱柱的死体积区内，从而无法被质谱仪检测到。这一问题意味着某些被归类为新兴关注污染物的化合物（CEC）可能无法通过标准RPLC-HRMS方法检测到[1,3,5]。由于无法确定具体缺失了哪些化合物，因此开发具有相似稳健性但选择性强不同的方法具有重大意义。
为了解决这个问题，超临界流体色谱（SFC）在分析化学中的应用又重新得到了重视。该方法与反相液相色谱相互独立，它与多种固定相的兼容性更强，同时兼具液相色谱的稳健性和分离能力[6,7]。不同之处在于流动相的多功能性——流动相可以同时具有极性和非极性特性，从而能够分离、检测和鉴定更广泛的化合物。通过正相和反相选择性的结合，SFC可以处理极性化合物和可电离化合物[7,8]。SFC使用液态二氧化碳（CO?）及多种兼容的共溶剂来调节流动相的性质。二氧化碳的偶极矩为零，其极性类似于己烷；但其液态形式下的四极矩使得极性溶剂能够溶解在超临界二氧化碳中，从而改变流动相的分离选择性[8,9,10]。与液相色谱不同，SFC的分离过程不依赖于流动相的极性、正相性或亲水性[8]。虽然之前已有使用SFC进行非靶向分析来鉴定CEC的研究，但这些研究通常采用飞行时间（TOF、QTOF、QQQ-TOF）和质量分析器[6]。由于SFC产生的峰形较窄，飞行时间或混合飞行时间质谱仪的快速扫描速度被认为更适用于每个峰进行10次重复测量。然而，Orbitrap质谱仪在高分辨率下存在扫描时间限制。Orbitrap质谱仪能够在15000-1000000 FWHM（半高宽）的范围内工作，但这一分辨率与进样时间成正比，每次扫描的进样时间可能长达1秒[11]。当与SFC联用时，由于MS/MS实验所需的时间，可能会导致一个峰对应的数据点不足[6,12]。因此，人们认为SFC和Orbitrap质谱仪不兼容。2022年的一篇综述验证了这一观点，当时共有三项研究使用Orbitrap质谱仪[13]。自从该综述发表后，又有一项研究采用了SFC-Orbitrap联用技术[14]。先前发表的方法已经证明了SFC-Orbitrap联用技术在分离含有极性官能团的脂类化合物以及LCxSFC多维色谱系统中分离异构体方面的能力[10,14,15]。
本文旨在开发并应用一种结合SFC和Orbitrap质谱仪的方法来识别环境污染物，并使用实际环境样品验证接口参数。这将进一步证明这种组合的能力，并增加目前关于SFC-Orbitrap接口的研究数量。
章节摘录
化学试剂
MS级甲醇（Thermo Fisher Scientific）、HPLC级四氢呋喃99.5%（Merck）、氟化铵（Sigma Aldrich，ASC级）、苯甲酮（BDH实验室试剂，LR级）、毒死蜱（BDH实验室试剂，LR级）、芘（Sigma Aldrich，98%）、咖啡因（Sigma Aldrich，试剂级）、阿特拉津（Sigma Aldrich，分析级标准品）、萘普生（Sigma Aldrich，UPS测试规格）、二氯芬酸钠（Sigma Aldrich，98%）、敌草隆（Sigma Aldrich，99%）、卡马西平（Sigma...
所有23种标准物在10分钟的色谱过程中都形成了独立的峰。所有标准物均在0-8分钟内洗脱完毕，不同实验之间没有峰形重叠。除了17a-ethynylestradiol外，所有化合物在正离子模式下都产生了[M+H]+信号，在负离子模式下产生了[M-H]-信号。此外，使用MzMine软件处理时，所有化合物都成功匹配到了参考数据库MzCloud或MoNA。这证明了这些参考化合物可以被准确鉴定。
结论
本文提出了一种优化的接口方法，用于通过非靶向分析检测多种环境污染物。此前，UPC2-Orbitrap接口主要应用于特定领域，尚未广泛应用于小分子分析。该接口的分离特性适用于涉及路易斯酸碱机制的化合物分离。
CRediT作者贡献声明
Mikaela J. Radke：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法验证、概念构思。Alan White：方法论、概念构思。Frederic D.L. Leusch：撰写——审稿与编辑、监管。Sarah L. Cresswell：撰写——审稿与编辑、监管。
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
Mikaela J. Radke|Alan White|Frederic D.L. Leusch|Sarah L. Cresswell
