针阱微萃取技术的研究与应用进展

随着检测需求的提高与分析技术的发展,简单、自动化、环保与小型化的微型样品前处理技术越来越受到关注。针阱微萃取(NTME)是在固相微萃取(SPME)技术的理论基础上发展起来的一种新型微型萃取技术,其萃取装置将吸附剂填充到不锈钢针内制得,可避免固相微萃取纤维易碎及涂层脱落的问题,而且通过动态萃取,可使目标物被彻底萃取,具有更好的耐用性和富集能力。近年NTME结合气相色谱法在挥发性和半挥发性有机污染物分析中获得广泛应用,已有诸多关于NTME的研究被报道。吸附剂是影响NTME萃取性能的核心,本文简要概述了近年NTME的吸附剂种类,并综述了其在环境、食品、生物领域的应用进展。     

Fe_3O_4@NiSiO_3对水中痕量微囊藻毒素的萃取

通过水热合成法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子,该纳米粒子微球具有均一的形貌、良好的磁性和分散性。将合成的Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子作为磁性固相萃取(MSPE)介质,并结合高效液相色谱(HPLC)建立了水样中痕量微囊藻毒素MC-LR的分析方法。在优化实验条件下,方法在0.25~146.5μg/L浓度范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 1,检出限为0.011μg/L。将该方法用于纯水中微囊藻毒素的分析,回收率为81.0%,对实际水样的回收率为66.7%~72.0%。表明Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米粒子具有良好的选择性富集能力,可用于水中痕量微囊藻毒素的萃取。     

基于气相色谱-质谱的拟靶向代谢组学方法分析大米中脂肪酸

建立了一种基于气相色谱-质谱的拟靶向代谢组学分析方法对大米中脂肪酸进行分析,共检测到16种脂肪酸,并研究了不同大米中脂肪酸的轮廓差异。以提取到饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的总量为评价指标,比较了6种提取方法及4种提取溶剂对脂肪酸提取效率的影响。将该方法用于5种不同大米（稻花香、吉星、金浪子、农大、状元）中脂肪酸的分析,发现稻花香大米中脂肪酸轮廓与其他4种均有较大差异;而金浪子与农大、状元间脂肪酸差异也较大,与吉星脂肪酸轮廓较为相似。该方法简单,有较好的稳定性和准确性,可为大米品质和营养价值改善研究提供基础数据。     

焙烧温度对Pt-FeOx/γ-Al2O3催化剂催化甲醛氧化性能的影响

采用胶体沉积法制备了Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂,通过XRD、TEM、BET、XPS、H₂-TPR和FT-IR等技术对催化剂进行了表征,考察了焙烧温度对Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂表面结构及其催化甲醛氧化性能的影响。结果表明,焙烧温度对Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂的氧化还原性能、Pt物种的化学状态以及表面羟基的数量有较大的影响。在室温下,所有Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂均表现出催化氧化活性,其中,200℃焙烧的Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂表现出最好的催化性能,可以将甲醛100%转化为CO₂和H₂O。较低温度焙烧的Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂表面Pt物种具有较好的价态分布以及更多的界面活性位,如Pt-O-Fe物种,因而在温和条件下对甲醛的催化氧化活性较高。     

羧基功能化磁性碳纳米管的制备及其对猪肉中瘦肉精的萃取

该文分别以Fe2+、O2和半胱氨酸(L-Cys)作为铁源、氧化剂和保护剂,在超声辅助条件下,通过氧化-沉淀法制备了羧基功能化磁性碳纳米管复合材料(Fe3O4-Cys@CNT).采用傅里叶变换-红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对Fe3O4-Cys@CNT进行了表征.结果表明,Fe3O4-Cys NPs均匀地分布在CNT表面,直径约为20 nm.以Fe3O4-Cys@CNT为吸附剂,建立了猪肉样品中痕量盐酸克伦特罗(CLB)及莱克多巴胺(RAC)的磁性固相萃取/超高效液相色谱(MSPE/UPLC)分析方法.在最佳萃取条件下,CLB与RAC在0.5～100μg/L质量浓度范围内呈良好的线性关系(r≥0.9974).该方法对CLB及RAC的检出限均为0.15μg/L,回收率为95.1％～112％,相对标准偏差小于11％.Fe3O4-Cys@CNT重复使用4次后萃取效率降低不超过3％,表明Fe3O4-Cys@CNT可重复使用.所制备的Fe3O4-Cys@CNT具有制备方法简单、合成时间短、绿色环保等优点,能够实现复杂基质中CLB和RAC的快速分离和富集,是一种具有前景的MSPE吸附剂.新型吸附剂的制备以及新方法的建立为复杂食品和生物样品中瘦肉精的检测提供了新思路.     

亲水作用色谱/质谱联用方法用于大肠杆菌代谢组分析

建立了两性离子亲水作用色谱/质谱联用方法用于大肠杆菌胞内极性代谢物的分离分析。选取52个代表性极性物质对方法进行考察,发现此方法有较好的线性范围,且大部分物质最低检测限均在ng/mL数量级。平行制备6份样品进行分析,结果显示85%以上代谢物峰面积的RSD值小于30%。6个内标物质在低、中、高3个浓度下的日内精密度（RSD）均小于20%,大部分物质的相对回收率都在可接受的范围内（70%~130%）。把此方法用于yfcC基因改造的3株大肠杆菌代谢组分析,发现一些小肽、氨基酸、核苷、有机酸、磷脂等物质在基因改造后发生明显变化。此研究结果表明,建立的两性离子亲水作用色谱/质谱方法检测到的物质化学性质分布广,跨越了极性磷脂到小肽的各个范围,且具有良好的重复性、稳定性和适用性。     

玉米须衍生磁性多孔碳的制备及其对海水中孔雀石绿的萃取

以可再生农业废弃物玉米须为碳前驱体,三氯化铁为铁源,通过溶剂热碳化法制备了表面负载Fe_3O_4纳米粒子的磁性水热碳材料(MHC),再以氢氧化钾(KOH)为化学活化剂,通过高温热解法成功制备了生物质衍生磁性多孔碳(AMC)。该磁性纳米复合材料具有多孔结构,可为目标分析物提供大量的吸附位点,而均匀地分散在碳基质表面的铁氧化物(Fe_3O_4及Fe_2O_3)纳米粒子有助于吸附剂及负载分析物从水溶液中快速分离。AMC对孔雀石绿(MG)具有显著的吸附性能,最大吸附量可达312.5 mg/g。采用磁性固相萃取(MSPE)结合超高效液相色谱(UPLC)建立了水中MG的分析方法。优化了影响AMC萃取性能的关键因素,在100 mL pH 7.0的样品溶液中,使用6 mg AMC萃取20 min,以甲醇-乙醇(9∶1,体积比)作为洗脱液,可获得最佳萃取结果。该方法对0.05～5μg/L范围内的MG呈现良好的线性(r=0.999 6),其检出限为0.01μg/L,定量下限为0.03μg/L。使用AMC萃取加标海水样品中的MG,其回收率为104%～106%,RSD为1.7%～3.4%。该方法可用于养殖海水中MG的灵敏检测。     

基于气相色谱-质谱联用技术的高通量细胞表型分析方法

研究开发了一种基于96孔板培养和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术的高通量细胞表型分析方法。该方法分别以48种物质作为唯一能源对大肠杆菌进行培养,利用GC-MS研究野生型和yfcC基因改造大肠杆菌对各物质的分解代谢情况,实现高通量的细胞表型分析。结果显示,野生型和yfcC基因过表达大肠杆菌对14种物质的代谢能力有显著差异,yfcC基因过表达大肠杆菌对甘氨酸和柠檬酸的代谢能力明显强于野生型大肠杆菌,而对其他物质的代谢能力较弱,我们推测可能是由于yfcC基因促进乙醛酸代谢,导致yfcC过表达菌株对甘氨酸的代谢能力较强;野生型和yfcC基因敲除大肠杆菌间分解有显著差异的共16种物质,其中yfcC基因敲除大肠杆菌对丙氨酸、乳糖、肌醇和柠檬酸的代谢能力较强。该方法简单、高效,可以为未知基因功能研究提供更多代谢功能相关的参考数据。     

基于非靶标代谢组学方法研究水稻种子的代谢物轮廓

建立了一种基于气相色谱-质谱联用的非靶标代谢组学方法,研究了不同品种水稻种子之间的代谢物差异。分别考察了3种提取方式及4种提取溶剂对水稻中代谢物提取效率的影响,发现涡旋提取方法及80%甲醇提取可获得较好的结果,该方法具有良好的稳定性和线性。将方法用于3种水稻种子(农大、稻花香、状元)的代谢轮廓分析,结果显示3种水稻的代谢特征不同。相对于农大种子,稻花香种子中脂肪酸(棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸)和糖类(葡萄糖、半乳糖、甘露醇)、天冬酰胺、柠檬酸的含量较高,此外,状元种子中乳酸含量也较高;稻花香种子中琥珀酸、果糖,状元种子中的苏氨酸含量低于农大种子。但相对于状元种子,稻花香中乳酸、琥珀酸、硬脂酸、果糖等物质含量较低。该方法可应用于不同品种、不同基因型或不同产地水稻种子的代谢表型分析,为改善水稻产量及质量等研究提供信息。     

代谢指纹分析筛选调节金橙黄微小杆菌ATCC49676乳酸产量的代谢物

金橙黄微小杆菌ATCC49676具有巨大的产乳酸潜力. 为筛查可能影响或调节乳酸产量的代谢物, 研究首先通过全因子实验设计优化并确定了最大乳酸产量的培养基组成. 然后, 通过气相色谱质谱联用技术对在基础培养基和优化培养基培养条件下的培养物进行代谢指纹分析. 显著性分析发现, 两种培养条件下胞内的谷氨酸变化最为显著. 当ATCC49676在外加谷氨酸培养时, 乳酸的产量随着谷氨酸浓度的增加而下降. 相对酶定量证实了谷氨酸可降低胞内乳酸脱氢酶含量. 研究证实了代谢指纹分析在探究表型特异性胞内代谢物上的价值以及它在改进工业发酵效率上的潜在作用.