在识别我们周围的所有化学品方面还有很多需要改进的地方

我们每天都会接触哪些化学物质?这是“非靶向分析”或 NTA 的核心问题，NTA 是一个新兴的分析科学领域，旨在识别我们周围的所有化学物质。这是一项艰巨的任务，因为如果您不确切知道自己在寻找什么，怎么能确定检测到所有内容呢?在《环境科学与技术》杂志上的一篇论文中，阿姆斯特丹大学(荷兰阿姆斯特丹大学)和昆士兰大学(澳大利亚昆士兰大学)的研究人员评估了这个问题。在对过去六年发布的 NTA 结果的荟萃分析中，他们估计只有不到 2% 的化学物质已被识别。

弗吉尼亚大学范特霍夫分子科学研究所的博士生 Viktoriia Turkina 与 Saer Samanipour 博士一起进行了这项研究，她表示，这一限制凸显了迫切需要采取更积极主动的化学品监测和管理方法。“我们需要将更多数据驱动的策略纳入我们的研究中，以便能够有效保护人类和环境健康”，她说。

萨马尼普尔解释说，目前对化学品的监测相当有限，因为它昂贵、耗时，并且需要专门的专家。“例如，在荷兰，我们对已知与人类健康有关的化学品拥有最复杂的监测计划之一。然而我们的目标化学品不到 1000 种。那里还有更多我们不知道的化学物质。”

广阔的化学空间

为了处理这些化学品，大约 15 到 20 年前引入了非目标分析的概念， 以公正的方式查看可能的暴露情况。这个想法是从环境(空气、水、土壤、下水道污泥)或人体(头发、血液等)中采集样本，并使用成熟的分析技术(例如色谱法与高分辨率质谱相结合)对其进行分析。接下来的挑战是将获得的信号追溯到样品中可能存在的化学物质的结构。这将包括已知的化学物质，但也包括环境中可能存在的化学物质尚不清楚。

理论上，这个“化学空间”包含多达 10 60 种化合物，这个数字令人难以理解，远远超过了宇宙中恒星的数量。另一方面，科学文献和公共数据库中发表的有机和无机物质的数量估计约为 1.8 亿。为了使他们的研究更加易于管理，Turkina、Samanipour 和同事重点研究了 NORMAN 数据库中 60,000 种详细描述的化合物的子集。Turkina：“这为确定 NTA 研究涵盖的内容提供了参考，更重要的是，让我们了解了哪些内容被忽视了。”

萨马尼普尔表示，人类每天接触的大量化学物质是我们这个时代的标志。“如今，我们正沉浸在化学物质的海洋中。化学工业是其中的一部分，但大自然也在进行一系列导致暴露的反应。我们使用的东西使自己暴露在化学物质中——例如微塑料的问题。为了解决这一切，我们不能只靠指责。我们希望通过我们的研究，共同寻找解决方案。因为我们都在同一条船上。”

还有很大的改进空间

荟萃分析包括 57 篇 NTA 论文，结果显示仅覆盖了大约 2% 的估计化学空间。这可以表明实际接触化学品的情况确实相当低，但是，它也可以指出应用分析中的缺陷。根据 Turkina 和 Samanipour 的说法，情况确实是后者。他们专注于应用液相色谱与高分辨率质谱 (LC-HRMS) 进行 NTA 研究，这是分析复杂环境和生物样品的最全面的方法之一。

事实证明，还有很大的改进空间。例如，在样品制备中，他们观察到偏向于特定化合物，而不是捕获更多样化的化学物质。他们还观察到 LC-HRMS 参数和数据采集方法的选择不当和报告不一致。萨马尼普尔说：“总的来说，化学分析界在很大程度上是由供应商为特定分析目的开发的可用技术驱动的。因此，在非靶向分析方面，仪器设置和数据处理方法相当有限。”

对于 Samanipour 来说，NTA 方法绝对值得追求。“但我们需要进一步开发它并推动它向前发展。我们可以与供应商一起开发新的强大且更通用的分析技术以及有效的数据分析协议。” 他还提倡采用数据驱动的方法，即理论化学空间是针对极有可能存在于我们环境中的化学物质子集进行“反向计算”的。“基本上，我们必须更好地了解什么是真正的化学暴露空间。一旦定义了这些界限，评估我们确定的 2% 这个数字就变得容易多了。”

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