液相色谱－高分辨质谱技术在沉积物和颗粒物中有机污染物分析的研究进展

赵亚静; 邹立; 牛增元; 罗忻; 李晓瞳

doi:10.19969/j.fxcsxb.20120404

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液相色谱－高分辨质谱技术在沉积物和颗粒物中有机污染物分析的研究进展

综述 | 更新时间：2023-02-13

- 液相色谱－高分辨质谱技术在沉积物和颗粒物中有机污染物分析的研究进展
- Advances in the Analysis of Organic Contaminants in Sediments and Particulate Matters by Liquid Chromatography－High Resolution Mass Spectrometry
- 分析测试学报 2021年40卷第9期页码：1396-1408
- 作者机构：
  
  1.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室，山东青岛 266100
  2.青岛海关技术中心，山东青岛 266002
- 作者简介：
  
  罗忻，硕士，研究员，研究方向：污染物残留分析及风险识别，E－mail：rossi612@hotmail.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2016YFF0203702);国家自然科学基金重点项目(41831280)
- DOI：10.19969/j.fxcsxb.20120404
  中图分类号：
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赵亚静,邹立,牛增元等.液相色谱－高分辨质谱技术在沉积物和颗粒物中有机污染物分析的研究进展[J].分析测试学报,2021,40(09):1396-1408.

ZHAO Ya-jing,ZOU Li,NIU Zeng-yuan,et al.Advances in the Analysis of Organic Contaminants in Sediments and Particulate Matters by Liquid Chromatography－High Resolution Mass Spectrometry[J].Journal of Instrumental Analysis,2021,40(09):1396-1408.
赵亚静,邹立,牛增元等.液相色谱－高分辨质谱技术在沉积物和颗粒物中有机污染物分析的研究进展[J].分析测试学报,2021,40(09):1396-1408. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.20120404.

ZHAO Ya-jing,ZOU Li,NIU Zeng-yuan,et al.Advances in the Analysis of Organic Contaminants in Sediments and Particulate Matters by Liquid Chromatography－High Resolution Mass Spectrometry[J].Journal of Instrumental Analysis,2021,40(09):1396-1408. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.20120404.

摘要

该文综述了基于液相色谱－高分辨质谱联用（LC－HRMS）技术开展的沉积物和颗粒物中有机污染物分析的研究进展，包括LC－HRMS分析策略、分析流程及其在目标物、可疑物和非目标物分析中的实际应用，重点介绍了高通量分析、新兴污染物筛查、不同数据库的特点及应用、未知化合物鉴定置信水平、数据非依赖性采集和优先级策略等内容，初步探讨了该技术目前存在的问题并对其发展和应用进行了展望，以期进一步提高识别和鉴定工作的效率，更好地开展环境样品中有机污染物的筛查和监测研究。文中涉及的高分辨质谱的相关通用性内容，也为该技术在其他领域的应用提供了一定的参考和启发。

Abstract

Sediments and particulate matters in aquatic environment take the roles of main carriers and final destinations of hydrophobic and lipophilic organic contaminants， which have been proved to be potential secondary pollution sources for releasing contaminants to aquatic environment again. Organic pollution in sediments and particulate matters is an important factor affecting the safety of aquatic environment. Therefore， it is essential to expand the screening scope of organic contaminants as wide as possible to understand and grasp the comprehensive pollution situation. Liquid chromatography－high resolution mass spectrometry（LC－HRMS） is suitable for the analysis of a wide range of organic pollutants from medium to strong polarity. Its application could not only realize the high-throughput analysis， but also expand the identification of unknowns. The researches on organic contaminants in sediments and particulate matters by LC－HRMS are reviewed in this paper， including the analysis strategies， the analysis process and the practical analysis on target， suspect and nontarget organic compounds， and the high-throughput analysis， screening of emerging contaminants， characteristics and applications of different databases， compound identification confidence level， data independence acquisition and prioritization strategies are focused. Meanwhile， the existing problems and prospects of LC－HRMS applications are summarized and addressed， so as to improve the identification efficiency and better carry out the screening and monitoring of organic contaminants in environmental samples. Furthermore， the relevant general content of HRMS involved in this article also provides a certain reference and inspiration for the applications of this technique in other fields.

关键词

沉积物颗粒物有机污染物液相色谱高分辨质谱筛查

Keywords

sedimentsparticulate mattersorganic contaminantsliquid chromatographyhigh resolution mass spectrometryscreening

references

da Silva B F， Jelic A， López－Serna R， Mozeto A A， Petrovic M， Barceló D. Chemosphere， 2011， 85（8）： 1331－1339.

Hu L M. Sources and Sinks of Sedimentary Organic Matter in the River-dominated Continental Shelves: a Case Study in the Bohai and Yellow Seas. Qingdao: Ocean University of China(胡利民. 大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源－汇”作用. 青岛：中国海洋大学）， 2010.

Ryssen R V， Leermakers M， Baeyens W. Environ. Sci. Policy， 1999， 2（1）： 75－86.

Milliman J D， Meade R H. J. Geol.， 1983， 91： 1－21.

Guo Z G， Lin T， Zhang G， Yang Z S， Fang M. Environ. Sci. Technol.， 2006， 40（17）： 5304－5311.

Zhen X M， Tang J H， Xie Z Y， Wang R M， Huang G P， Zheng Q， Zhang K， Sun Y G， Tian C G， Pan X H， Li J， Zhang G. Environ. Pollut.， 2016， 213： 386－394.

Lin Y F， Ruan T， Jiang G B. Sci. China Chem.（林泳峰，阮挺，江桂斌. 中国科学：化学）， 2018， 48（10）： 1151－1162.

Krauss M， Singer H， Hollender J. Anal. Bioanal. Chem.， 2010， 397（3）： 943－951.

Zhang L， Luo X， Niu Z Y， Ye X W， Tang Z X， Yao P. J. Chromatogr. A， 2015， 1386： 22－30.

Massei R， Byers H， Beckers L M， Prothmann J， Brack W， Schulze T， Krauss M. Anal. Bioanal. Chem.， 2018， 410（1）： 177－188.

Massei R， Busch W， Wolschke H， Schinkel L， Bitsch M， Schulze T， Krauss M， Brack W. Environ. Sci. Technol.， 2018， 52（4）： 2251－2260.

Terzic S， Ahel M. Environ. Pollut.， 2011， 159（2）： 557－566.

Luo X， Zhang L， Niu Z Y， Ye X W， Tang Z X， Xia S W. J. Chromatogr. A， 2017， 1530： 80－89.

Wu Y， Gao S T， Liu Z Y， Zhao J， Ji B J， Zeng X Y， Yu Z Q. J. Chromatogr. A， 2019， 1593： 102－109.

Babić S， Barišić J， Stipaničev D， Repec S， Lovrić M， Malev O， Martinović－Weigelt D， Čož－Rakovac R， Klobučar G. Sci. Total Environ.， 2018， 643： 435－450.

Xu H， Wang Z， Gu W， Zhou L J， Fan D L， Zhang Z， Liu J N. J. Ecol. Rural Environ.（许惠，汪贞，古文，周林军，范德玲，张志，刘济宁. 生态与农村环境学报）， 2020， 36（3）： 406－412.

Comtois－Marotte S， Chappuis T， Vo Duy S， Gilbert N， Lajeunesse A， Taktek S， Desrosiers M， Veilleux E， Sauvé S. Chemosphere， 2017， 166： 400－411.

Mascolo G， Murgolo S， Stefani F， Viganò L. Estuar. Coast. Shelf Sci.， 2019， 230： 106424.

Ccanccapa－Cartagena A， Picó Y， Ortiz X， Reiner E J. Sci. Total Environ.， 2019， 687： 355－368.

Hu M Z， Meng X S， Wang C， Wang C H， Niu Z Y， Bai H， Ma Q. J. Instrum. Anal.（胡明珠，孟宪双，王春，王长海，牛增元，白桦，马强. 分析测试学报）， 2018， 37（2）： 127－138.

Romero－Gonzalez R, Frenich A G. Applications in High Resolution Mass Spectrometry: Food Safety and Pesticide Residue Analysis. Amsterdam: Elsevier， 2017: 76－90.

Bletsou A A， Jeon J， Hollender J， Archontaki E， Thomaidis N S. TrAC－Trends Anal. Chem.， 2015， 66： 32－44.

Tong L， Liu H， Xie C， Li M J. J. Chromatogr. A， 2016， 1452： 58－66.

Zheng L， Lian L S， Nie J X， Song Y， Yan S W， Yin D Q， Song W H. Environ. Pollut.， 2019， 255： 113303.

Wang Z H， Yu J， Yao J X， Wu L L， Xiao H， Wang J， Gao R. J. Sep. Sci.， 2018， 41（10）： 2269－2278.

Tan J H， Tang J J， Ouyang P Y， Wang Y L， Xie Q L， Yang Y X， Chen Z X， Liu X Y. J. Chin. Mass Spectrom. Soc.（谭建华，汤嘉骏，欧阳培毓，王赢利，解启来，阳宇翔，陈镇新，刘昕宇. 质谱学报）， 2016， 37（1）： 52－59.

Ouyang P Y， Tan J H， Tang J J， Xie Q L， Yang Y X， Chen Z X， Xu C. Environ. Chem.（欧阳培毓，谭建华，汤嘉骏，解启来，阳宇翔，陈镇新，徐晨. 环境化学）， 2016， 35（7）： 1486－1492.

Chen J H， Li X， Wang S， Chen F R， Cao W， Sun C J， Zheng L， Wang X R. Chemosphere， 2017， 168： 32－40.

Xiao H X， Krauss M， Floehr T， Yan Y， Bahlmann A， Eichbaum K， Brinkmann M， Zhang X W， Yuan X Z， Brack W， Hollert H. Environ. Sci. Technol.， 2016， 50（20）： 11319－11328.

Souchier M， Benali－Raclot D， Benanou D， Boireau V， Gomez E， Casellas C， Chiron S. Environ. Sci. Technol.， 2015， 502： 199－205.

Brand S， Schlüsener M P， Albrecht D， Kunkel U， Strobel C， Grummt T， Ternes T A. Water Res.， 2018， 136： 207－219.

Reddy S， Brownawell B J. Environ. Toxicol. Chem.， 2005， 24（5）： 1041－1047.

Gonzalez－Gaya B， Cherta L， Nozal L， Rico A. Sci. Total Environ.， 2018， 643： 994－1004.

Nannou C I， Boti V I， Albanis T A. Anal. Bioanal. Chem.， 2019， 411（7）： 1383－1396.

Nannou C I， Boti V I， Albanis T A. Anal. Bioanal. Chem.， 2018， 410（7）： 1977－1989.

Nawała J， Szala M， Dziedzic D， Gordon D， Dawidziuk B， Fabisiak J， Popiel S. Sci. Total Environ.， 2020， 708： 135198.

Munoz G， Vo Duy S， Labadie P， Botta F， Budzinski H， Lestremau F， Liu J X， Sauvé S. Talanta， 2016， 152： 447－456.

Schlüsener M P， Kunkel U， Ternes T A. Environ. Sci. Technol.， 2015， 49（24）： 14282－14291.

Léon A， Cariou R， Hutinet S， Hurel J， Guitton Y， Tixier C， Munschy C， Antignac J P， Dervilly－Pinel G， Le Bizec B. Anal. Chem.， 2019， 91（5）： 3500－3507.

Jondeau－Cabaton A， Soucasse A， Jamin E L， Creusot N， Grimaldi M， Jouanin I， Aït－Aïssa S， Balaguer P， Debrauwer L， Zalko D. Environ. Sci. Pollut. Res. Int.， 2013， 20（5）： 2705－2720.

Peng H， Chen C L， Cantin J， Saunders D M V， Sun J X， Tang S， Codling G， Hecker M， Wiseman S， Jones P D， Li A， Rockne K J， Sturchio N C， Cai M H， Giesy J P. Environ. Sci. Technol.， 2016， 50（18）： 10097－10105.

Peng H， Chen C L， Cantin J， Saunders D M V， Sun J X， Tang S， Codling G， Hecker M， Wiseman S， Jones P D， Li A， Rockne K J， Sturchio N C， Giesy J P. Environ. Sci. Technol.， 2016， 50（1）： 321－330.

Peng H， Chen C L， Saunders D M V， Sun J X， Tang S， Codling G， Hecker M， Wiseman S， Jones P D， Li A， Rockne K J， Giesy J P. Anal. Chem.， 2015， 87（20）： 10237－10246.

Bataineh M， Lübcke－von Varel U， Hayen H， Brack W. J. Am. Soc. Mass Spectrom.， 2010， 21（6）： 1016－1027.

Chiaia－Hernández A C， Günthardt B F， Frey M P， Hollender J. Environ. Sci. Technol.， 2017， 51（21）： 12547－12556.

Jones－Lepp T L， Taguchi V， Sovocool W， Betowski D， DeArmond P， Schumacher B， Winnik W， McMillin R， Armstrong C. Environ. Toxicol. Chem.， 2018， 37（2）： 336－344.

Niemikoski H， Söderström M， Kiljunen H， Östin A， Vanninen P. Anal. Chem.， 2020， 92（7）： 4891－4899.

Chevallier M L， Della－Negra O， Chaussonnerie S， Barbance A， Muselet D， Lagarde F， Darii E， Ugarte E， Lescop E， Fonknechten N， Weissenbach J， Woignier T， Gallard J F， Vuilleumier S， Imfeld G， Le Paslier D， Saaidi P L. Environ. Sci. Technol.， 2019， 53（11）： 6133－6143.

Chibwe L， Manzano C A， Muir D， Atkinson B， Kirk J L， Marvin C H， Wang X W， Teixeira C， Shang D Y， Harner T， De Silva A O. Environ. Sci. Technol.， 2019， 53（6）： 2981－2989.

Diamanti K S， Alygizakis N A， Nika M C， Oswaldova M， Oswald P， Thomaidis N S， Slobodnik J. Anal. Bioanal. Chem.， 2020， 412（20）： 4893－4907.

Pati S G， Arnold W A. Environ. Sci.－Proc. Imp.， 2020， 22（2）： 430－441.

Chiaia－Hernández A C， Krauss M， Hollender J. Environ. Sci. Technol.， 2013， 47（2）： 976－986.

Ganci A P， Vane C H， Abdallah M A E， Moehring T， Harrad S. Sci. Total Environ.， 2019， 658： 1355－1366.

Farré M， Picó Y， Barceló D. J. Chromatogr. A， 2014， 1328： 66－79.

Chiaia－Hernández A C， Schymanski E L， Kumar P， Singer H P， Hollender J. Anal. Bioanal. Chem.， 2014， 406（28）： 7323－7335.

Kotthoff M， Rüdel H， Jürling H， Severin K， Hennecke S， Friesen A， Koschorreck J. Environ. Sci. Pollut. Res. Int.， 2019， 26（8）： 7315－7325.

Kotthoff M， Rüdel H， Jürling H. Anal. Bioanal. Chem.， 2017， 409（14）： 3685－3694.

Niu L L， Carmona E， König M， Krauss M， Muz M， Xu C， Zou D L， Escher B I. Environ. Sci. Technol.， 2020， 54（20）： 13197－13206.

Kandie F J， Krauss M， Massei R， Ganatra A， Fillinger U， Becker J， Liess M， Torto B， Brack W. Environ. Sci. Eur.， 2020， 32： 115.

Šauer P， Švecová H， Grabicová K， Aydn F G， Mackuľak T， Kodeš V， Blytt L D，Henninge L B， Grabic R， Kroupová H K. Sci. Total Environ.， 2021， 751： 141801.

Zacs D， Bartkevics V. J. Chromatogr. A， 2016， 1473： 109－121.

Gray A D， Todd D， Hershey A E. Sci. Total Environ.， 2020， 710： 136286.

Chiaia－Hernández A C， Scheringer M， Müller A， Stieger G， Wächter D， Keller A， Pintado－Herrera M G， Lara－Martin P A， Bucheli T D， Hollender J. Sci. Total Environ.， 2020， 740：140181.

Liu Y. Distribution and Sources of Persistent Organic Pollutants in Surface Sediments from Bohai Bay. Dalian: Dalian Marine University（刘远. 持久性有机污染物在渤海沉积物中的分布规律与来源解析. 大连: 大连海事大学）， 2010.

Li S Y. A Study on the Distribution and Source Apportionment of Petroleum Hydrocarbons in Surface Sediments from the Bohai Sea and Adjacent Area. Qingdao: Ocean University of China（李胜勇. 渤海及邻近海域表层沉积物中石油烃的分布特征及来源研究. 青岛: 中国海洋大学）， 2013.

Cai Y Q. Methods and Techniques for Sample Pretreatment of Persistent Organic Pollutants. Beijing: Science Press（蔡亚岐. 持久性有机污染物的样品前处理方法与技术. 北京: 科学出版社）， 2019: 2－4.

He J C， Zhang S Y， Su Y Y， Song J Y， Wu F H. Chin. J. Chromatogr.（贺锦灿，张诗韵，苏榆媛，宋嘉怡，毋福海. 色谱）， 2020， 38（1）： 86－94.

Petrović M， Gonzalez S， Barceló D. TrAC－Trends Anal. Chem.， 2003， 22（10）： 685－697.

Álvarez －Ruiz R， Picó Y. J. Chromatogr. A， 2019， 1595： 81－90.

Schymanski E L， Jeon J， Gulde R， Fenner K， Ruff M， Singer H P， Hollender J. Environ. Sci. Technol.， 2014， 48（4）： 2097－2098.

Alygizakis N A， Oswald P， Thomaidis N S， Schymanski E L， Aalizadeh R， Schulze T， Oswaldova M， Slobodnik J. TrAC－Trends Anal. Chem.， 2019， 115： 129－137.

Tian H Z， Zhou Y M， Liu W E. Food Sci. （田宏哲，周艳明，刘文娥. 食品科学）， 2010， 31（4）： 218－222.

2002/657/EC. Commission Decision 2002/657/EC Implementing Council Directive 96/23/EC Concerning the Performance of Analytical Methods and the Interpretation of Results. The Commission of the European Communities.

Sumner L W， Amberg A， Barrett D， Beale M H， Beger R， Daykin C A， Fan T W M， Fiehn O， Goodacre R， Griffin J L， Hankemeier T， Hardy N， Harnly J， Higashi R， Kopka J， Lane A N， Lindon J C， Marriott P， Nicholls A W， Reily M D， Thaden J J， Viant M R. Metabolomics， 2007， 3（3）： 211－221.

Blaženović I， Kind T， Ji J， Fiehn O. Metabolites， 2018， 8（2）： 31.

Rochat B. J. Am. Soc. Mass Spectrom.， 2017， 28（4）： 709－723.

Agüera A， Bueno M J M， Fernández－Alba A R. Environ. Sci. Pollut. Res. Int.， 2013， 20（6）： 3496－3515.

Godejohann M， Heintz L， Daolio C， Berset J D， Muff D. Environ. Sci. Technol.， 2009， 43（18）： 7055－7061.

Zaja R， Terzić S， Senta I， Lončar J， Popović M， Ahel M， Smital T. Environ. Sci. Technol.， 2013， 47（9）： 4813－4821.

Pena－Abaurrea M， Jobst K J， Ruffolo R， Shen L， McCrindle R， Helm P A， Reiner E J. Environ. Sci. Technol.， 2014， 48（16）： 9591－9599.

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