石墨烯固相萃取技术的最新进展

色谱技术不仅是解决复杂样品分离分析的最佳手段,而且已经成为日常分析的最常用方法。然而,随着分析样品越来越复杂和多样化,需要分析检测的物质浓度越来越低,基体消除和目标物质富集等样品前处理步骤几乎成了难以回避的常规操作环节。在众多样品前处理技术中,固相萃取(SPE)无疑是使用最广泛的技术。常规SPE的基本原理和操作方式与液相色谱基本相同。SPE的迅速发展也主要得益于液相色谱种类丰富的固定相,这些固定相很容易移植到SPE,甚至直接用于SPE。同时,一些不适合液相色谱分析的非规整球形的吸附剂也可用于SPE。还有,新型材料和材料制备新技术也能迅速用于SPE填料。碳材料就是一个典型例子。碳纳米管出现后不久,很快就被用作SPE填料,并形成了持续数年的碳纳米管SPE研究热潮。近两年备受关注的新型碳材料石墨烯,因其具有独特的物理和化学性质,已经在吸附分离载体、纳米电子器件、能量储存、催化剂载体以及生物医学材料等领域显示出良好的应用前景,同时也吸引着越来越多的科研人员的关注。尽管石墨烯及其复合材料用于SPE的报道还较少,但可以预见,未来几年石墨烯及其复合物将会重演碳纳米管SPE的辉煌,掀起一股石墨烯固相萃取的热潮。石墨烯具有比碳纳米管更大的比表面积,而且石墨烯的制备更为简单,且不受金属离子的污染,因此可以预见石墨烯将成为比碳纳米管更优异的吸附剂而广泛用于SPE等分离领域。石墨烯不仅可以直接用作SPE填料,还能以各种复合材料形式用作SPE吸附剂。国内分析工作者似乎走在石墨烯SPE研究的前列。例如,江桂斌课题组［1］用石墨烯固相萃取富集了环境水样中的氯酚,发现石墨烯比C18、石墨化碳和碳纳米管等吸附剂的使用寿命更长、重现性更好、回收率更高。他们还将氧化石墨烯(GO)通过酰胺缩合反应固定在硅胶微球表面,然后将GO在硅胶表面还原为石墨烯,制备了两种SPE填料,用于环境污染物的富集分离,使柱性能得到了进一步提高［2］。Huang等将石墨烯固相萃取应用到生物大分子的分离,分别萃取了人血浆中的谷胱甘肽［3］和小鼠脑中的神经递质［4］,显示了石墨烯对生物样品良好的分离效果。下面从刚刚发表或即将正式发表的几篇有关石墨烯固相萃取的论文了解一下这一研究领域的最新动态。     

膜进样质谱技术及其应用

膜进样质谱(MIMS)具有简单、快速和高灵敏等优点,在现场检测中的应用日益广泛.该技术利用半透膜将目标化合物从复杂的气相、液相体系中选择性分离后进入质谱进行分析检测.由于其可在不经色谱分离和样品前处理条件下实现复杂实际样品的分析,特别适合于现场应用.该文综述了膜进样质谱的原理和主要组成,重点论述了膜进样-单光子软电离质...     

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。     

毛细管电泳在手性化合物分离分析中的研究进展

手性化合物的对映异构体往往表现出不同的生理活性,因此建立手性化合物的有效分离分析方法具有重要意义。毛细管电泳（CE）是一种分离效率高、分析速度快、样品用量少、分离模式灵活多样的分离分析方法,在手性化合物的分离和检测领域应用广泛。该文主要综述了2017~2019年CE在手性分离分析方面的最新进展,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

基质固相分散技术在兽药残留分析中的应用

基质固相分散技术是对痕量化合物分析时应用的一种样品前处理技术,它能够直接用于从固态、半固态和粘稠基质样品中提取目标化合物,具有样品和溶剂用量少、分析时间短及提取和净化过程一步完成等优点.本文主要介绍了该技术的原理及其在兽药残留分析中的应用.     

在线样品制备技术耦合液相色谱-质谱系统在食品危害物检测中的应用进展

食品安全检测具有重要意义,但食品样品基质复杂,测定其中危害物时,通常需要以下几个步骤：样品制备,即采用适合的样品前处理方法,在不同基质中将目标物分离出来;分离纯化,利用色谱系统进一步分离纯化目标物;定性定量分析,基于目标化合物的性质选择合适的检测器进行分析。其中样品制备是关键步骤之一,将样品制备过程与液相色谱系统耦合可以实现样品的在线自动化分析。与传统人工处理过程相比,在线分析不仅能够减少人工操作误差,保证良好的精密度和重复性,而且可以降低溶剂消耗,避免样品间交叉污染,同时节约分析时间,提高检测效率。本文主要介绍目前常用的在线样品制备技术,包括在线固相萃取(on-line SPE)、管内固相微萃取(in-tube SPME)、湍流色谱法(TFC),详细阐述了其基本原理和耦合设备。在线样品制备技术耦合液相色谱-质谱系统分为两个维度,主要依赖于阀切换技术,将样品制备(第一维度)和液相色谱系统(第二维度)之间建立物理连接,随后采用相应的检测器进行分析。第一维度的作用主要是去除样品杂质,净化分离目标物,为第二维度对目标物进行定性定量检测做准备。此外,文章对3种在线净化系统适用的不同净化填料进行...     

无筛板型固相萃取柱的制备及其在食品中苯甲酸的测定研究

结合固相萃取(SPE)盘与含支撑物的SPE柱技术,制备了一种新型的无筛板型固相萃取柱.以C18填料为例,以话梅样品为介质对其中的苯甲酸进行分析,并用传统固相萃取小柱平行比较;将SPE与HPLC-UV结合,考察了填料对简单介质中苯甲酸的最大吸附量及洗脱曲线,研究了新型SPE柱在实际应用中的分离纯化效果.结果表明,新型SPE柱对样品的吸附效果更好,规格为200 mg/3 mL的SPE柱对苯甲酸的吸附量达到0.951 mg,超过了传统柱的吸附量0.908 mg;其洗脱曲线与传统柱几乎重合;苯甲酸在1～100 mg/L浓度范围内线性关系良好, r=0.9999,用此SPE柱纯化后的样品加标回收率和相对误差分别在88.4%～102.3%和1.4%～2.9%之间.     

提高水中痕量PAHs的SPE富集效率和降低背景干扰的考察

固相萃取(SPE)是目前广泛采用的富集水中痕量多环芳烃(PAHs)的前处理方法,具有回收率高、检测限低、不乳化等优点.在操作过程中,提高回收率和控制背景干扰是SPE能否达到测试分析要求的关键技术.从样品的准备、C18柱的活化、样品的抽滤萃取、C18柱的干燥和洗脱、洗脱液的浓缩和保存等方面讨论了SPE富集水中痕量PAHs的影响因素和提高PAHs回收率的方法,以及如何消除背景干扰,并进行了回收率的验证实验.在14个流沙湾海水样品的测试中,除萘-d8外其它4种替代物的回收率均在60%~120%,相对标准偏差RSD≤10%,达到水中PAHs分析测试的要求.     

母乳中多种含卤持久性有机污染物的联合检测方法

建立了母乳中多种含卤持久性有机污染物(POPs)的联合检测方法,目标化合物主要包括六溴环十二烷(HBCDs)、多溴联苯醚(PBDEs)、多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)等.样品的前处理采用液液萃取、凝胶渗透色谱(GPC)净化和固相萃取(SPE)等技术,目标化合物经气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、液相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪(LC-MS/MS)和气相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪(GC-MS/MS)等进行检测.样品通过GPC除去脂肪,然后经SPE柱进一步净化并进行多组分分离,极大程度地减小了生物样品中复杂基质的干扰,适合样品量相对较小的人体样本中多种超痕量POPs的分析.应用灵敏度高、选择性更好的GC-MS/MS对样品中的PCBs和OCPs等进行分析,进一步降低基质的干扰.方法经过小牛血清加标实验验证,稳定可靠.POPs的加标回收率分别为88.7％～98.8％(PBDEs), 88.5％～92.5％(HBCDs), 67.9％～82.3％(PCBs)和81.7％～116.1％(OCPs),方法检出限分别为0.13～1.8 pg/mL(PBDEs), 0.31～1.2 pg/mL(HBCDs), 0.22～1.4 pg/mL(PCBs)和0.20～1.5 pg/mL(OCPs).采用本方法对潍坊地区20例母乳样品进行分析,结果显示,潍坊市母乳中HBCDs, PBDEs, PCBs、HCHs和DDTs的中值浓度分别为2.86, 7.76, 8.84、140和503 ng/g 脂重,此浓度水平与国内其它地区人群相当.     

柱上巯基化衍生-SPE/GC/MS测定强干扰有机液体样品中的路易氏剂-1和路易氏剂-2

创建了柱上分步巯基化衍生SPE测定强干扰有机相中路易氏剂-1(L-1)和路易氏剂-2(L-2)的方法.利用优化的条件,测定L-1和L-2在5.0～30 μg/mL的浓度范围内呈良好的线性关系,同时对浓度各为5.0、10 μg/mL的L-1和L-2加标回收率分别为102.9%、78.0%和103.9%、78.0%,且相对标准偏差均小于10%.该方法不仅克服了目标化合物醇解和溶剂变换过程中造成的损失,而且可实现烷基膦酸酯化合物的检测,有效避免了真实样品中目标化合物的丢失,具有实用价值.     

固相萃取法纯化制备水飞蓟宾和异水飞蓟宾

水飞蓟宾和异水飞蓟宾是水飞蓟素中的主要有效成分,其纯化制备主要借助柱色谱法,制备量大,纯化效果好,但过程非常费时。该研究的主要目的是利用更为快速高效的固相萃取(SPE)法从水飞蓟粗提物中分离纯化水飞蓟宾和异水飞蓟宾。建立了用于分析水飞蓟宾和异水飞蓟宾的高相液相色谱法,通过优化洗脱梯度,实现了水飞蓟宾、异水飞蓟宾与其他组分的分离。试用了3种保留机理不同的SPE填料,包括亲水亲脂(HLB)填料、亲水色谱(HILIC)填料及反相C18硅胶填料。通过对比发现C18硅胶对目标化合物的选择性最佳。进一步控制SPE的淋洗及洗脱条件,收集相应的洗脱液,经氮吹干燥后得到纯化的样品。提纯后的水飞蓟宾和异水飞蓟宾混合物的纯度可达94%以上。水飞蓟宾和异水飞蓟宾的平均回收率分别为70.5%~81.7%和66.7%~81.8%,相对标准偏差分别为2.7%~9.4%和1.5%~6.1%。该方法简单、高效,免去传统分离纯化过程中长时间的柱色谱分离过程,适合制备纯度较高的水飞蓟宾和异水飞蓟宾的二元混合标准样品。     

磁性固相萃取技术研究的新进展

基于磁性材料的分离技术是近年来国内外研究的一个热点领域,该技术在细胞分离、药物转运、酶的固定化、催化、吸附-分离、材料科学、环境等诸多领域中都展示了应用前景。磁性纳米材料可作为磁性固相萃取(MSPE)的吸附剂。与常规的固相萃取(SPE)柱填料相比,纳米粒子的比表面积大、扩散距离短,只需使用少量的吸附剂和较短的平衡时间就能实现萃取分离,因此具有较高的萃取能力和萃取效率。经功能化修饰,磁性吸附剂有望实现对分析物的选择性萃取。另外,磁性吸附剂经适当的润洗之后可以循环使用。MSPE仅通过施加一个外部磁场即可实现相分离,因此操作简单、省时快速、无需离心过滤等繁琐操作,避免了传统SPE吸附剂需装柱和样品上样等耗时问题,而且在处理生物、环境样品时不会存在SPE中遇到的柱堵塞的问题。MSPE技术在痕量污染物萃取分离领域已得到了应用［1,2］。本文对MSPE技术研究的最新进展做一简要介绍。     

同位素稀释液相色谱-串联质谱法测定动物性食品中的双酚A、壬基酚及辛基酚

建立了动物性食品肉、蛋和奶中双酚A、壬基酚和辛基酚的超高效液相色谱-串联质谱( UPLC-MS/MS)检测方法.比较了固相萃取法(SPE)和凝胶渗透色谱法(GPC)两种前处理技术,探讨了前处理过程中目标化合物背景污染的来源.最终采用乙酸乙酯-环己烷(1∶1,V/V)超声提取,经GPC净化后进行超高效液相色谱串联质谱分析.3种目标化合物的线性范围为0.25～1600 μg/L,相关系数R2＞ 0.999;对肉和鸡蛋样品,方法的定量限( LOQ)为0.2μg/kg;奶粉样品的LOQ为0.4 μg/kg.目标化合物在3个不同水平的加标回收率为85.9％～117.0％,RSD＜ 20％.应用本方法对市售动物性食品肉、蛋和奶进行了分析,壬基酚的检出率最高,含量为0.27～1357 μg/kg,此外还检出了双酚A.     

毛细管电泳分析中手性化合物的定性检测

毛细管电泳（CE）作为一种新型分离分析技术,具有分离效率高、分析速度快、样品用量少、分离模式灵活多样等众多优势,在手性物质分离等领域应用广泛。在以往的工作中,手性化合物的CE分离模式、手性拆分剂选择及提高分离度等研究已作了详尽报道,而成功分离后的手性物质定性、对映体出峰顺序确认等问题也至关重要。该文以CE手性化合物分离分析中是否依赖标准品分类,及其定性检测方法进行了总结。     

逆流色谱研究进展

逆流色谱(Counter-current chromatography,CCC)是以分析物在液-液两相溶剂中的分配差异为核心的快速分离技术.近年来,逆流色谱对复杂样品的分离,尤其是对天然产物的分离已获得广泛的关注.本文综述了近年来逆流色谱在仪器改进、溶剂体系筛选等领域的研究进展,并介绍了CCC在分离手性化合物中的应用前景.最后,对该领域未来的研究内容进行了展望.     

样品分析中分子印迹固相萃取的新技术进展

正样品前处理是通过提取、除杂、浓缩等步骤,将目标物与复杂样品基质分离开来,以提高检测灵敏度的一种样品处理方法。作为整个样品检测中最耗时的一个环节,样品前处理关系着整个分析方法的优劣,直接影响分析结果的准确度和精密度。固相萃取(solid-phase extraction,SPE)由于其形式多样、操作简单、对环境友好、易实现自动化、有机溶剂用量少、回收率和富集倍数高等优点,目前已被公认为使用大型仪器分析检测前对样品进行预处理的首选方法。固相萃取利用固体吸附剂来吸附液体样品中的目标物,使其与样品基质分离,然后再对吸附剂进行洗脱或加热解吸附,避免了很多传统萃取中两相不相容的缺点,实现了分离与富集目标物的目的。     

引言

反相液相色谱(RPLC)是当前色谱分离中应用最为广泛的色谱模式,依靠疏水固定相与溶质之间的疏水相互作用实现弱极性和中等极性化合物的高效分离。但是,RPLC 对极性化合物(如寡糖、强极性寡肽、药物等) 的保留很弱,甚至不保留。反相离子对色谱(RPIC)、离子交换色谱(IEC)和正相色谱(NPLC)等可以作为RPLC 的补充,用于极性化合物的分离。然而,它们又各自存在一定的局限性,不能满足当前复杂样品的分离和表征需求。
亲水作用色谱(hydrophilic interaction liquid chromatography, HILIC)作为一种分离极性化合物的液相色谱模式,其概念最早由Alpert 于1990 年提出。HILIC 的主要特征是使用类似于NPLC 的极性固定相和水/有机溶剂(通常是乙腈)作为流动相,其中水是强洗脱溶剂。与NPLC 类似,在HILIC 模式下化合物的保留时间随其极性增强而增加。HILIC越来越受到关注和重视,一方面是因为强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视,包括药物分析、食品分析及蛋白质组学等领域都不同程度地涉及极性化合物的分离问题;另一方面是由于HILIC 具有其自身的优势。首先,HILIC 模式对强极性和亲水性化合物具有很好的保留和分离选择性,是解决各类强极性和亲水性化合物分离问题的可靠手段。其次,HILIC 模式使用的流动相体系相对简单,操作方便,而且克服了NPLC 的流动相溶解性差、保留时间对流动相中水含量十分敏感以及质谱兼容性差等问题。此外, HILIC的分离机理与RPLC 完全不同,两者的分离选择性有很好的正交性,适合用于构建HILIC-RPLC 二维色谱系统,是解决复杂样品分离问题的有效手段之一。近十年来,HILIC分离材料、分离原理和分离方法开发等领域均取得了巨大进展,在食品、药品、天然产物、蛋白质组以及代谢组学等分离分析中的应用日益广泛和成熟。     

水热碳材料在分离分析中的应用研究进展

水热碳材料是一种由糖类或含碳有机物经过水热反应制备的新型功能材料,具有来源丰富、绿色环保、亲水性、易修饰等优点,已广泛应用于催化剂载体、能源电极材料、环境吸附剂等方面。其中,水热碳在吸附领域的应用显示出其与特定分子的相互作用,近年来,水热碳材料作为分离富集固相基质,在色谱固定相以及生物样品处理领域逐渐得到应用。该文主要综述了水热碳材料在离子化合物、极性化合物、磷酸化肽段和糖基化肽段分离分析等方面的最新应用,讨论了水热碳材料在实际分离分析应用中的优点和局限性,并就水热碳材料在该领域的应用前景进行了展望。     

色谱手性分离研究

手性是自然界的基本属性之一,不同的手性单体具有不同的生理活性,将手性化合物有效的分离具有十分重要的意义.色谱法和膜分离法在拆分手性化合物中得到了越来越广泛的应用,也是我们课题组采用的主要方法.就近几年来拆分手性化合物的一些方法和研究成果本文进行综述,并对今后手性拆分技术的发展方向进行了展望.     

穿插和缠绕结构配位聚合物的合成与性能研究

配位聚合物由于具有独特的结构和优异的性能,近年来受到国内外的持续广泛关注,已成为当前化学、物理、材料、医学以及生命科学等领域的热点研究之一,并日益呈现出迅猛发展的良好势头.有关此类化合物的显著特征是:在合成时,其结构中经常发生不同程度的穿插和缠绕现象,使得合成目标化合物的性能产生根本上的改变.因此,本文主要结合本课题组近期的研究工作,评述了穿插和缠绕结构配位聚合物及其相关化合物的合成、结构与气体吸附分离性能应用等方面的研究进展.