[发明专利]一种基于统计策略的沉积物中有机污染物非靶向分析方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于统计策略的沉积物中有机污染物非靶向分析方法，属于环境分析化学技术领域。该方法包括以下步骤：a)对沉积物处理后的目标液进行分析检测；b)将沉积物分为两种不同组，利用统计学分析方法筛选出不同组沉积物间显著性差异的特征响应峰，再进行结构鉴定。首先提取一级响应峰，利用独立样本的非参数检验，筛选出不同组间显著性差异的响应峰；再计算响应峰的分子式，并通过数据库搜寻可能结构式。最后对可能结构式进行碎片模拟计算，当所有碎片均与二级质谱图匹配时，将其作为候选结构式。该方法可以在大量未知样本存在的条件下快速有效的分析出不同年代或区域沉积物样品间的浓度存在差异性的物质，利于推广。

技术领域

本发明属于环境分析化学技术领域，具体涉及一种基于统计策略的沉积物中有机污染物非靶向分析方法。

背景技术

中国经济在近30年的快速发展使得大量的化学品被生产和使用，也使得环境压力增大，诸多的化学品进入环境水体，随着时间的迁移逐渐沉积在水底沉积物中，因此沉积物被认为是环境污染物的“汇”，分析不同年代的沉积物可以反映出当时的环境污染状况。

当前，随着化学分析技术的发展，尤其是高分辨质谱的飞速进步，通过气相，液相色谱串联高分辨质谱的技术已经被广泛的应用到沉积物中有机污染物的筛查分析当中，主要为靶向分析、可疑性分析以及非靶向分析三种有机污染物筛查分析策略。目前研究较多的是污染物的靶向分析，首先依靠标准样品可以实现待分析物质快速的定性定量，再针对于该物质进行样品间的分析。可疑性分析可以对筛查清单中的物质进行快速的定性，但两种分析策略同时也忽略大量的不在分析清单中的污染物。非靶向分析从质谱图出发逐步解析响应峰结构，目前比较常用的方式为：根据不同样本之间都含有的共有物质进行分析，对共有物质进行鉴定。而目前并未发现对不同类型的沉积物中有机污染物的非靶向分析，尤其是不同组(比如地区、年代)样品之间的差异性比较的研究。

经检索，现有技术中存在相关的申请案，如申请公布号为CN107179366A的中国专利，公开了一种沉积物中氯代有机污染物高通量非靶向分析方法，该方法首先将沉积物样品进行前处理操作得到目标检测样品，然后将目标检测样品上机检测，设置高效液相色谱-飞行时间质谱条件，最后针对各物质的一级质谱图和二级质谱图信息，利用非靶向筛查分析方法确定物质的种类。该发明[M]：[M+2n]筛查方法和特征离子碎片筛查方法，分别从一级质谱图和二级质谱图对氯代有机物污染物进行定性筛查。该发明的主要目标是沉积物中的氯代有机物，制定的筛查策略也是针对氯代有机物的独有的同位素分布的特点制定的，该发明仅适用于沉积物中的氯代有机污染物，而不同年代沉积物中的具有差异性物质除了氯代有机物外还包含其他物质。

申请公布号为CN104237436A的中国专利，公开了一种沉积物中半挥发性卤代有机污染物定性筛查方法，该方法通过复合硅胶柱净化，全二维气相色谱联飞行时间质谱仪检测的方法实现样品中半挥发性卤代有机污染物定性筛查的目的。该方法包括以下几个步骤：1)沉积物样品经索氏抽提和复合硅胶柱净化制成样品；2)优化全二维气相色谱联飞行时间质谱仪参数，建立不同卤代化合物的色谱图谱库；3)沉积物抽提样品浓缩后进行全二维气相色谱联飞行时间质谱检测；4)将获取的实验数据进行深度分析，定向和非定向筛查沉积物中主要卤代有机污染物类型；该发明中提到的非定向筛查其实本质上为可疑性筛查方法，定性出的氯代有机物种类均为已知数据库中的物质，然而无法针对于不同样品间存在的未知的、具有浓度差异的物质进行筛查鉴定。

申请公布号为CN107884507A的中国专利，公开了一种同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其方法步骤为：对样品进行分析检测；采用农药药物数据库软件进行筛查，鉴定存在的农药、药物；对已经鉴定的农药、药物进行转化产物预测，针对于农药药物的母体化合物进行二级谱图解析、化合物筛选，预测出诊断离子，对所有含有诊断离子的化合物提取相应的色谱峰进行转化产物的分析鉴定。该发明是针对于已经鉴定的农药、药物通过预测出诊断离子的方式进行农药、药物及转化产物的分析鉴定，该发明的方法能够实现废水中农药，药物及其转化产物的同时筛查，然而也无法针对于不同样品间存在的未知的、具有浓度差异的物质进行筛查鉴定。