基于共价有机框架的色谱固定相制备及其应用研究进展北大核心CSCD

工业领域与科学研究的不断发展,使得复杂体系的高灵敏、高通量和高选择性分离分析面临新的挑战。色谱法在分离科学中发挥着不可替代的作用,已被广泛应用于环境监测、药物分析和食品安全等领域。由于载样量高、定量分析精确和重现性好等突出优势,基于多种保留机制的色谱分离技术已被应用于不同分析物的检测。固定相作为色谱柱的核心,对色谱的分离性能有着极其重要的影响。分离的选择性和效率极大程度上取决于所采用的固定相。然而,传统固定相如硅胶基质制备工艺复杂、pH适用范围窄,聚合物基质机械稳定性较差且易溶胀等缺点限制了其在分离领域的进一步应用。因此,开发高效的新型色谱固定相以满足不同情况下的分离要求是提高色谱分离效率的关键。共价有机框架(COFs)是一类由共价键连接而成的多孔晶体聚合物,具有低密度、高孔隙率、大比表面积和性质稳定等优点。这些突出优势使得COFs材料在分离分析领域具有潜在应用价值,且被认为是新型色谱固定相的理想材料。本文综述了最近5年基于COFs的色谱固定相的制备及其应用的最新研究进展,简要介绍了基于COFs的色谱固定相的制备,详细总结了基于COFs的固定相在色谱分离领域方面的最新应用,展望了基于COFs的色谱固定相的未来发展前景与趋势。     

基于低共熔溶剂的多孔有机框架材料合成及其在固相萃取中的应用北大核心CSCD

本文综述了低共熔溶剂(DES)在多孔有机框架材料(POFs)中金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)合成方面的应用,以及这些新型材料在固相萃取领域的潜在应用。DES作为环保绿色溶剂,不仅用于MOFs和COFs的制备,还在特定情况下作为结构导向剂,对框架的结构和性能产生重要影响。通过合适的DES配方,研究人员能够调控MOFs和COFs的晶体结构、孔径和表面性质,从而获得性能卓越的材料。MOFs和COFs因其具有较大的比表面积和丰富的活性位点,在固相萃取中展现出卓越的吸附能力和选择性,能够有效地从复杂样品中富集目标分析物。研究证明,基于DES的MOFs和COFs在环境分析、食品检测和生物样品分析等领域具有广泛的应用潜力。尽管基于DES的MOFs和COFs在固相萃取领域仍处于初级阶段,但其高效富集和高选择性等特性为实际应用提供了良好前景。未来的研究应继续深入探索基于DES的合成方法,以制备更多性能卓越的MOFs和COFs,并深入研究其在各个领域的应用潜力。这些努力有望将这些新型材料应用于商业化的固相萃取方法中,为分析化学领域带来新的发展机遇。     

基于共价－有机骨架固定相的色谱分离应用研究进展

共价－有机骨架材料（COFs）是一类由轻质元素通过共价键形成的多孔材料,具有比表面积大、稳定性好、孔径可调、功能多样、结构可修饰等特点,在分析化学领域如样品前处理和色谱分离等方面显示出了良好的应用前景。其中COFs作为新颖色谱固定相在高效液相色谱、气相色谱和毛细管电色谱分离应用研究也逐渐引起了人们的关注。色谱分离所用COFs均具有良好的化学稳定性,但比表面积、孔径和性质各异,适用于分离不同类型的目标物如有机小分子、同分异构体和手性化合物等。该文综述了近年来以COFs为固定相的色谱分离应用研究进展,包括基于COFs的色谱固定相/色谱柱的制备及其色谱分离应用,并对其进行了展望。     

共价有机骨架材料在样品前处理中的研究进展

共价有机骨架（COFs）是由有机单体通过共价键连接形成的二维或三维晶体多孔结构。作为一种新兴的晶体多孔材料,COFs已经在气体储存、催化、传感、药物输送等各个领域广泛应用。近年来,COFs材料由于密度低、表面积大、结构可控等优点,在分析化学方面显示出巨大的潜力。该文综述了多孔COFs及其复合材料在样品前处理中的研究应用,包括分散固相萃取、固相微萃取和磁性固相萃取等。     

二维材料及其量子点在分离科学领域的研究进展

二维材料是一种新型的分离材料,具有原子尺寸、机械强度优异、比表面积大、表面化学丰富以及 物理、化学稳定性良好等特性,引起了分离科学领域研究人员的广泛关注,其中以石墨烯为典型代表。随着 对石墨烯材料的广泛研究,相继发展了二维过渡金属硫化物（TMDs）、层状双氢氧化物（LDHs）、金属有机框 架（MOFs）、共价有机骨架（COFs）、二维过渡金属碳化物或碳氮化物（MXene）、六方氮化硼（h-BN）等多种新 兴二维材料。该文介绍并讨论了二维材料及其量子点的特点及应用,重点介绍了二维材料及其量子点在膜分 离、固相萃取/固相微萃取、液相色谱、气相色谱、毛细管电色谱等分离科学领域中的应用。此外,还探讨了 二维材料在分离科学领域中面临的挑战及应用前景。     

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。     

共价有机骨架材料在有毒有害物质萃取中的应用进展

有毒有害物质的排放以及其可能具有的持久性和生物蓄积性,时刻危及人体健康甚至生命。因此,对环境、饮用水、食物和日用品中的有毒有害物质进行分析检测十分重要。对于复杂样品中痕量有毒有害物质的分析,样品预处理是一个至关重要的环节,直接影响分析方法的灵敏度和准确性。在有毒有害物质萃取中广泛应用的预处理技术包括固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、分散固相萃取(DSPE)、磁固相萃取(MSPE)等。在上述样品预处理技术中,吸附剂材料是最为核心的部分,它决定了预处理方法的选择性和效率。近年来,共价有机骨架(covalent organic frameworks, COFs)材料因其具有形貌结构多样、比表面积高、孔径可调、稳定性良好等优点,在样品预处理领域受到越来越多的关注。然而,COFs材料在萃取有毒有害物质方面的应用仍存在一些问题需要解决：(1)多数COFs是高度疏水的,这限制了它们在水基样品中的分散性,导致不良的萃取效果;(2)COFs材料主要依靠π-π堆积等相互作用对疏水性目标物进行高效萃取,但不利于极性有毒有害物质的萃取;(3)多数COFs材料存在合成工艺复杂、生产成本高、量产困难等问...     

碳纳米管在分离科学中的应用研究进展

碳纳米管(CNTs)作为一种新型纳米材料已在材料、催化、吸附分离等诸多领域得到了广泛的应用。本文对近年来CNTs在分离科学中的应用研究进展进行了简要评述,主要讨论了CNTs在固相萃取、固相微萃取、膜萃取、色谱固定相和毛细管电泳假固定相等方面的应用。     

共价有机框架材料在固相萃取中的最新应用进展

固相萃取技术是一种快速简便的样品前处理技术,能够实现分析物的富集,提高分析检测的准确性和灵敏度,已被广泛应用于食品安全检测、环境污染物分析等领域。如何提高方法的灵敏度和选择性是样品前处理领域的不懈追求,其关键在于萃取材料的选择。共价有机框架(COFs)材料是一类晶态多孔聚合物,其首先经热力学控制的可逆聚合反应形成连锁单元,然后与具有一定对称性的有机小分子构筑单元连接而形成,已被广泛应用于气体吸附、催化、传感、药物输送等领域。COFs具有比表面积大、孔隙率高、稳定性好、可设计性强以及合成简单、选择性高等优点,在样品前处理领域中引起了广泛关注。目前,COFs作为一种新型固相萃取材料,已被应用于食品、环境、生物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、苯酚、氯酚、氯苯、多溴联苯醚、雌激素、药物残留、农药残留等。采用不同单体合成的COFs对于不同类型分析物具有不同的富集效果,因此也可以通过对其进行修饰合成一种新型COFs,以达到对某种结构分析物的高效选择性富集。本文将介绍COFs的主要类型及合成方法,并重点介绍近3年来COFs作为固相萃取材料在食品、环境、生物领域方面的重要应用,...     

共价有机框架材料在毛细管电色谱中的应用进展

毛细管电色谱(CEC)因兼具高效液相色谱(HPLC)的高选择性和毛细管电泳(CE)的高分离效率而受到越来越多研究者的关注。在毛细管电色谱中,选择合适的固定相材料对获得优异的分离效果起着十分重要的作用。近年来,多种新型材料如氧化石墨烯、蛋白质、金属有机框架(MOFs)及共价有机框架(COFs)等被作为固定相应用于毛细管电色谱领域以期获得更好的分离性能,同时拓展毛细管电色谱的应用范围。其中,COFs因具有孔隙率高、比表面积大、高稳定性、孔径可调和可设计性强等独特性质,在毛细管电色谱领域显示出了巨大的应用前景。鉴于此,本文对2016-2023年间COFs在毛细管电色谱领域的研究进展进行了综述,包括COFs毛细管电色谱柱的分类和制备方法,以及基于COFs固定相的毛细管电色谱技术在环境内分泌干扰物、农药、芳香族化合物、氨基酸及药物分离领域中的应用及分离机理等内容。最后对发展基于COFs固定相的毛细管电色谱应努力解决的问题和该技术未来的发展方向进行了分析和展望。     

Recent advances in metal‐organic frameworks and covalent organic frameworks for sample preparation and chromatographic analysis

In the field of analytical chemistry, sample preparation and chromatographic separation are two core procedures. The means by which to improve the sensitivity, selectivity and detection limit of a method have become a topic of great interest. Recently, porous organic frameworks, such as metal‐organic frameworks (MOFs) and covalent organic frameworks (COFs), have been widely used in this research area because of their special features, and different methods have been developed. This review summarizes the applications of MOFs and COFs in sample preparation and chromatographic stationary phases. The MOF‐ or COF‐based solid‐phase extraction (SPE), solid‐phase microextraction (SPME), gas chromatography (GC), high‐performance liquid chromatography (HPLC) and capillary electrochromatography (CEC) methods are described. The excellent properties of MOFs and COFs have resulted in intense interest in exploring their performance and mechanisms for sample preparation and chromatographic separation.     

共价-有机骨架材料在色谱及样品预处理中的应用

共价-有机骨架（COFs）材料具有比表面积大、热和化学稳定性好、结构和功能多样等优点,目前已广泛用于气体储存、催化、吸附和分离等领域。近年来,以COFs为固定相和吸附剂的色谱分离和样品预处理研究引起了人们的极大兴趣。该文综述了近年来COFs的色谱和样品预处理应用研究进展,并对这一领域进行了展望。     

食品中邻苯二甲酸酯类化合物的分析方法研究进展

邻苯二甲酸酯是应用最广泛的增塑剂,具有生殖、发育毒性及致癌性,是近年来食品污染的一个重要来源。该类化合物种类多、同系物和同分异构体性质接近、在基体中含量范围宽,高效样品前处理、高选择性分离和高灵敏检测、降低本底干扰等技术是食品中邻苯二甲酸酯类化合物准确测定面临的挑战。本文综述了液液萃取、液液微萃取、固相萃取、固相微萃取、基质固相萃取等传统及新型的提取与净化技术在食品样品分析中的应用,比较分析了气相色谱、液相色谱、串联质谱、高分辨质谱以及酶联免疫、离子迁移谱等快速检测技术的特点,并展望了发展趋势。     

金属有机骨架及其复合材料在分离领域中的应用进展

金属有机骨架（MOFs）是一类由无机金属离子与有机配体自组装形成的新型有机-无机杂化多孔材料,因具有比表面积超高、结构多样、热稳定性良好、孔道尺寸和性质可调等优势,在分离领域表现出重要的应用价值。然而,采用传统方法制备的MOFs多为粒径在微米或亚微米尺度的晶体,且颗粒形貌不规则,因此限制了MOFs在样品前处理和色谱固定相等领域的应用和发展。构建基于MOFs的复合材料是弥补MOFs应用缺陷的一项有效措施,有望在保留MOFs优越的分离特性的同时,引入基体材料的特定性能。该文简要综述了近年来MOFs及其复合材料在吸附、样品前处理和色谱固定相等分离领域中的应用进展,并对MOFs在分离科学中的应用前景做出展望。     

亚胺类共价有机骨架材料在样品前处理中的应用

亚胺类共价有机骨架(I-COFs)是有机单体根据席夫碱(Schiff-base)反应原理缩合形成的一类新型多孔晶体有机材料.I-COFs具有骨架密度低、比表面积大、孔隙率高、单体种类丰富、孔径尺寸可控、结构可功能化、合成方法多样和物化稳定性好等优点.近年来,I-COFs已成为材料科学领域的研究前沿,并广泛用于气体吸附、...     

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。     

Recent progress of task‐specific ionic liquids in chiral resolution and extraction of biological samples and metal ions

Ionic liquids have been functionalized for modern applications. The functional ionic liquids are also called task‐specific ionic liquids. Various task‐specific ionic liquids with certain groups have been constructed and exploited widely in the field of separation. To take advantage of their properties in separation science, task‐specific ionic liquids are generally used in techniques such as liquid–liquid extraction, solid‐phase extraction, gas chromatography, high‐performance liquid chromatography, and capillary electrophoresis. This review mainly covers original research papers published in the last five years, and we will focus on task‐specific ionic liquids as the chiral selectors in chiral resolution and as extractant or sensor for biological samples and metal ion purification.     

Applications of covalent organic frameworks (COFs):From gas storage and separation to drug delivery

Covalent organic frameworks (COFs) are an emerging class of porous covalent organic structures whose backbones were composed of light elements (B, C, N, O, Si) and linked by robust covalent bonds to endow such material with desirable properties, i.e., inherent porosity, well-defined pore aperture, ordered channel structure, large surface area, high stability, and multi-dimension. As expected, the above-mentioned properties of COFs broaden the applications of this class of materials in various fields such as gas storage and separation, catalysis, optoelectronics, sensing, small molecules adsorption, and drug delivery. In this review, we outlined the synthesis of COFs and highlighted their applications ranging from the initial gas storage and separation to drug delivery.     

多孔有机骨架材料对顺式二醇化合物富集分离的研究进展

基于在碱性环境下硼酸能与顺式二醇化合物可逆共价结合形成稳定的五元或六元环酯,而在酸性环境下环酯开环释放顺式二醇化合物这一特性,设计合成高效、高选择性、高富集性能的硼亲和材料的研究备受关注。近年来,许多研究工作者合成了各种类型的硼亲和材料,应用于高选择性富集顺式二醇化合物。金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)由于具有孔径可调、高孔隙率、高比表面积、骨架结构可调和化学及热稳定性良好等特点,被广泛应用于色谱分离和样品前处理领域。为赋予MOFs和COFs材料对顺式二醇化合物的富集选择性,各种不同结构和不同种类的硼酸修饰的MOFs和COFs被合成出来。该综述主要是对近几年来80余篇源于科学引文索引关于硼酸功能化MOFs和COFs的种类、合成方法及其应用文章的总结,包括“金属配体-片段共组装”“合成后修饰”和“自下而上”的硼酸功能化多孔材料的修饰策略,以及硼酸功能化MOFs和COFs的种类,介绍了其在化学分析和生物分析领域的发展概况和应用前景,客观评价了硼酸功能化MOFs和COFs的区别和优缺点。该文旨在让研究人员能够充分了解近几年硼酸功能化多孔有机骨架材料的研究现状、掌握合成思路和方法,为其应用提供一定的理论指导和技术支撑,为加快硼酸功能化多孔有机骨架材料的商业化脚步贡献绵薄之力。