基于新型材料的固相微萃取探针的制备与应用

固相微萃取(SPME)是一种简便、快速、绿色的样品前处理方法,近年来引发了广泛关注。固相微萃取探针的萃取相对其萃取选择性和效率起着决定性作用,因此一系列物理化学性质优秀的新型固相微萃取涂层材料应运而生,被用于制备新型固相微萃取探针,以对不同样品基质中的有机小分子进行检测。本文概述了近年来新型SPME探针的研制所依托的新型材料,包括聚合物材料、碳材料、金属有机框架材料等,并重点阐述了相关材料的制备与固定方法、微观结构与萃取性能,以及所制备探针在环境分析、纺织品和皮革分析、食品分析等领域中的应用,并进一步对新型固相微萃取涂层今后的开发方向和应用前景进行了展望。     

金属有机骨架衍生材料在样品前处理中的应用研究进展

样品前处理技术在复杂样品的整个分析过程中起着至关重要的作用,其不仅可以提高痕量目标物在样品中的浓度,而且能有效消除样品基质对分析的干扰。对于样品前处理技术而言,吸附剂是其最为核心部分。因此开发高效、稳定的新型吸附剂已成为前处理技术领域的研究热点。近年来,由金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)衍生的多孔材料因其形貌结构多样、孔径可调、比表面积高、热稳定性良好、耐化学腐蚀等优异性能,使其在样品前处理领域拥有广阔的应用前景,基于MOFs衍生材料的样品前处理新方法也层出不穷。然而,MOFs衍生材料仍存在MOFs前驱体合成工艺复杂、生产成本高、量产困难等问题。该文总结了近几年来MOFs衍生材料在分散固相萃取(dSPE)、磁固相萃取(MSPE)、固相微萃取(SPME)、搅拌棒固相萃取(SBSE)和分散微固相萃取(DMSPE)等样品前处理技术中的研究进展,并对多种MOFs衍生材料的制备方法、功能化调控、富集效率等方面进行了评述。最后,展望了MOFs衍生材料在该领域中的应用前景,为进一步研究MOFs衍生材料的应用提供了参考。     

固相微萃取涂层制备方法研究进展

涂层是固相微萃取技术的核心,近年来出现的各种新型涂层材料和制备技术,进一步拓宽了固相微萃取技术的应用范围.该文介绍了各种新型固相微萃取介质的发展,并综述了各种新型固相微萃取涂层的制备方法,包括直接制备、溶胶-凝胶技术、化学键合与聚合、分子印迹技术、树脂固载技术、电化学沉积等.     

石墨相氮化碳材料在样品前处理中的研究进展

作为一种新型非金属材料,石墨相氮化碳以其独特的优点,如简单的制备方法、优良的化学及热稳定性、良好的生物兼容性和无毒性等,受到越来越多的关注。石墨相氮化碳及其复合材料目前已被广泛应用于电催化、光催化、生物成像等领域。由于具有大的比表面积,同时又是富电子的疏水材料,石墨相氮化碳相关材料被认为是一种理想的样品前处理吸附剂。该文探讨了近年来石墨相氮化碳及其复合材料作为固相萃取、分散固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取吸附剂在样品前处理中的应用,并对未来的发展趋势和应用前景进行了展望,以期为相关领域的研究提供帮助。     

多孔整体材料在固相微萃取中的应用研究进展

作为新型的样品前处理技术,固相微萃取由于具有操作简便、使用灵活、样品用量少、环境友好以及便于与分析仪器联用等优点而受到人们的广泛青睐。多孔整体材料具有通透性好、传质速度快、制备简单和易于改性等优点,目前被广泛用于包括样品前处理在内的诸多领域。文章结合作者的研究工作,对近几年整体材料在固相微萃取中的应用研究进行综述,并对其发展方向进行了展望。     

金属有机骨架应用于样品前处理研究的最新进展

作为一类新型多孔晶体材料,金属有机骨架（MOFs）在储能、催化、传感和分离等领域得到了广泛应用。MOFs多样的拓扑结构、大的比表面积和可调的孔径使得其在样品前处理领域拥有广阔的应用前景,基于MOFs及其衍生材料的样品预处理新方法层出不穷。该文总结了近几年MOFs粉末、MOFs膜、MOFs纳米片和MOFs复合材料等应用于固相萃取、固相微萃取和磁固相萃取等样品前处理技术的研究进展,并对该领域研究进行了展望。     

聚多巴胺表面改性技术在分离科学领域中的应用

聚多巴胺作为新型仿生材料,具有制备过程简单、环保和适用面广（可用于各种类型基质表面改性）等优点,已被广泛应用于化学、生物医学、药学、传感器和电池制造等领域。在分离科学领域,聚多巴胺不仅可用于制备色谱固定相,也可用于制备新型的富集材料。该文对聚多巴胺的形成机理研究现状进行了简单介绍,主要综述了近年来聚多巴胺在色谱分离和富集领域的应用,包括毛细管电泳/电色谱、液相色谱、分子印迹固相萃取、分散固相微萃取和固相微萃取等技术领域。     

有序介孔碳涂层修饰固相微萃取纤维的制备及吸附性能研究

以酚醛树脂为碳源,三嵌段共聚物F127为软模板剂,制备了具有有序介孔碳涂层的固相微萃取纤维。氮气吸脱附表征表明,粉末介孔碳比表面积929 m2/g,平均孔径5.1 nm。利用气相色谱-飞行时间质谱联用技术,介孔碳涂层修饰的固相微萃取纤维对多种有机物萃取结果表明纤维对苯系物有较佳的萃取性能。介孔碳涂层是一种具有应用前景的新型固相微萃取涂层。     

金属有机骨架复合材料在样品预处理中的研究进展

金属有机骨架（MOFs）材料是近几年涌现出的一类新型多功能多孔材料,以金属离子或金属簇为配位中心,与含氧或氮的有机配体通过配位作用形成多孔骨架结构。相比于其他传统无机多孔材料,MOFs具有比表面积高、孔隙率大、热稳定性好和结构与功能多样化的特点,因而被广泛用于气体存储、催化、吸附和分离等领域。MOFs复合材料在样品预处理方面的应用引起了研究者们的极大兴趣和广泛关注。由于MOFs材料和不同功能材料如高分子聚合物、碳基材料以及磁性材料组装复合,使MOFs复合材料的性能优于原来的MOFs材料。综述了近年MOFs复合材料在样品预处理的研究应用,尤其是在固相微萃取、固相萃取以及磁性固相萃取等方面的应用。     

三嗪基多孔有机材料的合成及在固相微萃取应用中的研究进展

三嗪基多孔有机材料(TPOPs)具有较大的比表面积、可调的孔道结构、较高的热和化学稳定性、丰富的π键体系等诸多优点,目前被广泛应用于气体储存、催化、能源转化和吸附等诸多领域。基于TPOPs的固相微萃取(SPME)技术近年来引起了人们的极大兴趣,成为样品前处理技术领域的研究热点之一。该文简要地综述了近年来TPOPs的合成方法及其在固相微萃取领域的应用与发展,并对该领域研究进行了展望。     

石墨烯应用于样品前处理的研究进展

样品前处理技术在样品分析中发挥着越来越重要的作用,而对分析物的富集能力和对样品基体的净化程度主要取决于高效的样品前处理材料,所以发展高性能的样品前处理材料一直是该领域的前沿研究方向。近年来,各类先进材料已经被引入样品前处理领域,发展了多种高性能的萃取材料。由于独特的物理化学性质,石墨烯已在各个研究领域获得广泛关注,在样品前处理领域也发挥着重要作用。基于高的比表面积、大的π电子结构、优异的吸附性能、丰富的官能团和易于化学改性等优点,石墨烯和氧化石墨烯基萃取材料被成功应用于各种样品的前处理,对不同领域中多种类型分析物表现出优异的萃取性能。该论文总结和讨论了近3年来石墨烯材料(石墨烯、氧化石墨烯及其功能化材料)在柱固相萃取、分散固相萃取、磁性固相萃取、搅拌棒萃取、纤维固相微萃取和管内固相微萃取等方面的研究进展。基于多种萃取机理如π-π、静电、疏水、亲水、氢键等相互作用,石墨烯萃取材料能够高效萃取和选择性富集不同类别的目标分析物,如重金属离子、多环芳烃、塑化剂、雌激素、药物分子、农药残留、兽药残留等。基于新型石墨烯萃取材料的各种样品前处理技术与多种检测技术如色谱、质谱、原子吸收光谱等联用,广泛应用于环境监测、食品安全和生化分析等领域。最后,总结了石墨烯在样品前处理领域中存在的问题,并展望了未来的发展趋势。     

用于食品安全分析样品前处理的共价有机聚合物的制备及应用进展

食品安全关系身体健康和生命安全,是全球关注的热点之一。食品基质复杂,痕量有毒有害物质分析之前必须经过有效的前处理。目前发展的前处理技术如固相萃取、磁固相萃取、固相微萃取等,其关键是吸附介质。共价有机聚合物是一类通过共价键连接而成的有机多孔材料,具有质轻、稳定性好、比表面积大、结构可控、易于修饰等特性,是一类优异的新型吸附材料。该文综述了近年来共价有机聚合物(COPs)在食品安全分析前处理中的应用进展。共价有机聚合物及其功能化复合材料通过简单的装填、聚合反应或化学键合固定到小柱或毛细管柱中用作固相萃取的吸附介质;通过一锅法、原位还原法、原位生长法或共沉淀法生成具有磁性的固相萃取吸附介质;或者通过物理涂覆、化学键合、溶胶凝胶法及原位生长法制备固相微萃取纤维。基于以上高吸附容量共价有机聚合物的样品前处理技术,食品中农残兽残、添加剂、环境污染物及生物毒素等得到了有效富集。最后,展望了COPs在食品分析样品前处理应用中的发展方向:简单高效绿色制备方法的开发,功能化COPs的设计合成;萃取机理的研究;高通量、高灵敏度分析方法研究。这些研究将促进COPs在样品前处理领域获得更广泛的应用。     

Recent applications of metal–organic frameworks in sample pretreatment

Metal–organic frameworks are promising materials in diverse analytical applications especially in sample pretreatment by virtue of their diverse structure topology, tunable pore size, permanent nanoscale porosity, high surface area, and good thermostability. According to hydrostability, metal–organic frameworks are divided into moisture‐sensitive and water‐stable types. In the actual applications, both kinds of metal–organic frameworks are usually engineered into hybrid composites containing magnetite, silicon dioxide, graphene, or directly carbonized to metal–organic frameworks derived carbon. These metal–organic frameworks based materials show good extraction performance to environmental pollutants. This review provides a critical overview of the applications of metal–organic frameworks and their composites in sample pretreatment modes, that is, solid‐phase extraction, magnetic solid‐phase extraction, micro‐solid‐phase extraction, solid‐phase microextraction, and stir bar solid extraction.     

Recent advances of application of porous molecular cages for enantioselective recognition and separation

Porous materials with well‐defined pore structures have received considerable attention in the past decades due to their unique structures and wide applications. Most porous materials such as zeolites, metal‐organic frameworks, covalent organic frameworks, and porous organic polymers are extended to infinite frameworks or networks by robust covalent or coordination bonds. Porous molecular cages composed of discrete molecules with permanent cavities are an emerging class of porous material and the discrete molecules assemble into solids by weak intermolecular interaction. In comparison to porous extended solids such as metal‐organic frameworks and covalent organic frameworks, porous molecular cage solids are generally soluble in organic solvents thus allowing solution processing, making them more convenient to apply in many fields. This review mainly focuses on the recent advances of application of porous molecular cages (porous organic cages and metal‐organic cages) for enantioselective recognition and separation from 2010 to present, including gas chromatography, capillary electrochromatography, chiral fluorescent recognition, chiral potentiometric sensing, and enantioselective adsorption. Furthermore, the two important family members of porous molecular cages, porous organic cages and metal‐organic cages, are also discussed.     

固相萃取吸附材料在植物激素样品前处理中的应用新进展

植物激素在植物生长过程中具有重要作用,调节植物生长、发育及抗逆的各个过程。植物激素超微精准定量分析一直是植物生理学研究的瓶颈问题。植物激素的准确、高效检测目前大多是基于液相色谱-串联质谱联用技术。样品前处理是植物激素色谱-质谱分析中必不可少的一个步骤,直接影响后续检测方法的灵敏度和准确性。在植物激素各种前处理方法中,固相萃取(SPE)技术应用非常广泛。在萃取小柱基础上发展了多种新形式(分散固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取等,称之为SPE相关方法)。在上述SPE相关方法中,吸附材料的选择均是关键因素,决定了样品前处理过程的目标物提取、净化和富集效果。碳基材料(包括碳纳米管、石墨烯、碳氮化合物等)和有机骨架材料(包括金属有机骨架、共价有机材料)拥有结构可设计、比表面积大、稳定性良好等特性,非常适合作为吸附材料。分子印迹聚合物和超分子化合物依靠主-客体特异性分子识别作用,能显著提高样品前处理方法的选择性。本文重点针对植物激素样品前处理中的SPE技术,综述了近5年来上述几类功能化吸附材料的最新应用进展,并对其发展趋势进行展望。     

新型样品前处理材料在环境污染物分析检测中的研究进展

针对复杂样品的分析和痕量目标物的检测,样品前处理是必不可少的,高效的样品前处理技术不仅可以去除或减小样品基质干扰而且能够实现分析物的富集,提高分析检测的准确性和灵敏度。近年来,固相萃取、磁分散固相萃取、枪头固相萃取、搅拌棒萃取、固相微萃取等高效的样品前处理技术已在环境污染物分析检测中获得广泛关注,萃取效率主要取决于萃取材料,所以新型的高效萃取材料一直是样品前处理研究领域的重要发展方向。该文总结和讨论了近年来新型样品前处理材料在环境污染物分析检测中的研究进展,主要聚焦在石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、无机气凝胶、有机气凝胶、三嗪基功能材料、三嗪基聚合物、分子印迹聚合物、共价有机框架材料、金属有机框架材料以及它们的功能化萃取材料等。这些材料已经被应用于环境样品中不同类别污染物的萃取富集,如重金属离子、多环芳烃、塑化剂、烷烃、苯酚、氯酚、氯苯、多溴联苯醚、全氟磺酸、全氟羧酸、雌激素、药物残留、农药残留等。这些样品前处理材料具有高的表面积、大量的吸附位点,并涉及多种萃取机理如π-π、静电、疏水、亲水、氢键、卤键等相互作用。基于这些萃取材料的多种样品前处理技术与各类检测方法如色谱、质谱、原子吸收光谱、荧光光谱、离子迁移谱等相结合,已广泛应用于环境污染物的高灵敏分析检测。最后,该文总结了样品前处理发展中存在的问题,并展望了其未来在环境分析中的发展趋势。     

以MOFs为前驱体的多孔金属氧化物催化剂研究进展

多孔金属氧化物具有高比表面积、大孔径、特殊的形貌和结构特性,广泛应用于催化、锂离子电池、太阳能电池、气敏传感器等领域。金属有机骨架材料(MOFs)是一类具有周期性网络结构的新型多孔晶体材料,在气体存储、气体分离、催化等领域具有重要的应用价值。近年来,以MOFs为前驱体制备多孔碳和多孔金属氧化物成为MOFs应用领域一个新的研究热点。本文主要综述了以MOFs为前驱体制备的多孔金属氧化物和多孔金属氧化物/碳复合物在CO氧化、催化产氢、异丁烷脱氢、环已烯氧化、醇直接氧化为酯、醛氧化酰胺化反应、光催化降解有机物和氧还原反应等方面的应用。     

多孔配位框架材料CO2捕集及分离性能的研究现状与展望

多孔配位框架材料（porous coordination frameworks,PCFs）是一类通过配位键结合而形成的材料．它具有丰富的空间拓扑结构、可设计性、结构可调控性、比表面高和孔容大等特点,是一类非常有前景的CO：捕集与分离材料．本文综述了PCF材料CO2捕集与分离性能的研究现状,提出了功能导向的材料设计与合成策略：即“多尺度模拟设计一实验制备一性能研究”的理论与实验紧密结合的研究方案．最后也提出了可以提高PCF材料CO2捕集分离性能的策略与展望．