离子液体基磁性固相萃取技术的研究进展

磁性固相萃取(Magnetic solid-phase extraction,MSPE)是一种采用磁性材料作为吸附剂的新型样品前处理技术,发展新型的磁性材料作为吸附剂是MSPE领域的研究热点。用离子液体(Ionic liquid,IL)修饰磁性材料作为吸附剂既具有MSPE操作简单、萃取快速、基质干扰小的优点,又兼具IL结构的可设计性和易功能化的优点,在样品前处理领域引起了广泛关注。该文综述了IL修饰磁性吸附剂的制备方法(物理涂敷、化学键合和包埋法),IL-MSPE的萃取方式(传统的MSPE,混合半胶束-MSPE和分散液液微萃取-MSPE),以及IL-MSPE在有机污染物、金属离子和生物活性物质萃取分离中的应用,并对该技术的发展趋势进行了展望。     

新型纳米材料在农产品安全分析中的应用进展

农产品质量安全事关民生福祉，近年来受到了政府和消费者越来越多的关注，建立农产品中农药、兽药、重金属和真菌毒素等污染物高效、快速和灵敏的分离分析新方法，对于保障农产品质量安全具有重要的意义。农产品基质复杂，污染物浓度低，采取适当的样品前处理对农产品中的污染物进行富集净化是非常重要的。固相萃取是目前应用最多的样品前处理技术，其核心吸附剂决定了萃取的选择性和萃取效率。近年来，越来越多的新型材料被用作固相萃取的吸附剂，结合多种萃取模式(固相微萃取、分散固相萃取、磁性固相萃取等),大大提高了目标物的萃取效率、萃取选择性和分析通量。纳米材料具有大的比表面积，对痕量目标物亲和力强，将其作为固相萃取的吸附剂，极大地改善了分析技术的选择性和灵敏度，已经成为农产品中痕量化合物预富集技术的优先选择。本文概述了磁性材料、碳基材料、金属和金属氧化物材料、金属有机骨架材料、有机共价骨架材料等纳米材料的吸附特性，因具有比表面积大、吸附容量高、结构可设计等众多优点，良好的稳定性和优异的物理化学性能使其非常适合作为农产品安全分析中污染物富集净化的吸附剂，结合色谱、光谱、质谱等检测技术，所开发的分析方法成功应用于多种农产...     

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...     

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。     

萃取吸附剂在非甾体抗炎药残留样品前处理中的应用进展

阿司匹林和塞来昔布等非甾体抗炎药(NSAIDs)因具有消炎和止痛等疗效被广泛应用,但其具有一定的毒副作用,会引起肠胃疾病等,因而其在环境水、生物样品和食品中的残留分析已引起重视。萃取吸附剂是决定样品前处理环节中萃取效率和选择性高低的关键。本文以萃取吸附剂类别(碳基材料、金属有机骨架、低共熔溶剂和层状双氢氧化物等)为主线,综述了采用萃取技术对环境水、生物和食品样品中的NSAIDs进行前处理,配合采用高效液相色谱联用技术等进行检测分析的最新应用实例,并对今后的萃取吸附剂的发展趋势进行了展望。     

磁固相萃取用于环境污染物分离富集的新进展

磁固相萃取(MSPE)吸附剂具有比表面积大、磁性强、修饰方便、分离效率高、操作简便、可重复利用和环境友好等优点。本文介绍了各种MSPE材料的制备和表面改性方法,着重综述了一年多时间内MSPE在环境中多环芳烃、药物、农药、染料及中间体、邻苯二甲酸酯、多氯联苯、溴代阻燃剂、雌激素和有毒元素等污染物分析样品前处理中应用的最新进展,并对MSPE的发展前景进行了展望。     

填充吸附剂微萃取技术及其在微小体积样品萃取应用中的研究进展

微萃取技术是分析化学领域发展迅速,且已经得到广泛应用的样品前处理技术。填充吸附剂微萃取(MEPS)是一种微量固相萃取技术,使用微量的吸附剂填充于微量注射器,通过反复抽推方式使样品多次流经吸附剂以完成样品吸附萃取过程,萃取后的样品可直接用于色谱分析。典型的MEPS萃取设备包括MEPS注射器和MEPS吸附床(BIN)。MEPS优化的主要因素为MEPS处理过程的参数,包括样品流速、样品量与样品萃取循环次数,吸附剂及淋洗、洗脱溶剂的种类和体积,还需要考虑样品基质对MEPS性能的影响和样品残留和重复使用问题。MEPS中最重要的部分是吸附剂,主要有商品化的MEPS吸附剂,包括硅基的Silica、C18、C8等,碳材料的Hypercarb和聚苯乙烯聚合物类的SDVB、HDVB吸附剂等。研究用的吸附剂包括分子印迹材料、限进分子印迹材料、碳基材料、导电聚合物类材料、改性硅基材料及共价-有机骨架材料等。MEPS结合多种分析仪器已经成功应用于从不同基质中提取单一或多种分析物,所涵盖基质包括生物样品(尿液、唾液、血浆或血液)、河流水体或生活污水以及几种食品和饮料。MEPS处理复杂生物基质样品时,通常需要稀释样品、除蛋白质等预处理。MEPS具有需要样品体积小、操作快速等特点,在生物基质样品分析中有望得到更广泛的使用。在环境样品中,该技术可与现场便携仪器联用,未来将有望在现场进行快速检测,并于易分解样品等方面发挥作用。     

搅拌棒吸附萃取涂层研制进展

搅拌棒吸附萃取(SBSE)是20世纪90年代末发展起来的一种新型无溶剂样品前处理技术,具有固定相体积大、萃取容量高、无需外加搅拌子、可避免竞争性吸附、能在自身搅拌的同时实现萃取富集等优点,已广泛应用于环境、食品和生物等复杂样品中目标物质的痕量分析。涂层是SBSE技术的核心,决定了萃取选择性和容量。本文简要介绍了SBSE涂层的萃取原理、萃取解吸模式及其影响因素,重点阐述了近年SBSE涂层制备技术与方法,探讨了SBSE涂层发展中的不足,并展望了其发展趋势。     

样品中分子印迹固相萃取技术的最新应用进展

现代样品体系一般复杂,采用一般的分析方法对其分离富集难度较大。分子印迹聚合物的高选择性使其在复杂体系样品的净化富集中具有很强的应用潜力,本文对分子印迹聚合物作为固相萃取剂及其在色谱样品前处理方面的应用进行了综述和展望,主要包括分子印迹中空纤维萃取、分子印迹固相萃取柱萃取、分子印迹整体柱萃取、分子印迹膜萃取、搅拌棒吸附萃取、磁性材料萃取等技术,同时总结了分子印迹固相萃取技术在食品分析、环境分析以及药物与生物分析等方面的应用进展。     

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。     

功能化磁性纳米材料在样品前处理中的应用研究进展

随着分析化学所面临的样品性质的复杂程度越来越高,被检测物质的浓度要求越来越低,在色谱及质谱分析前进行准确、高效的样品前处理过程就显得尤为重要。磁性固相萃取法由于其合成方法简单、易于分离、萃取效率高等优点,被认为是一种高效的样品预处理方法。Fe₃O₄磁性纳米材料由于分离速度快,分散性、生物相容性好等特点,近年来被广泛用于分离分析等各个领域。为了提高Fe₃O₄磁性纳米材料的物理和化学的稳定性,使其具备更高效的吸附分离能力,需要对其进行功能化的修饰。本文综述了近年来由碳基纳米材料、分子印迹聚合物、离子液体、硼酸亲和配体、金属有机骨架、共价有机骨架、量子点、金属氧化物等功能化磁性纳米材料的制备及其在生物、环境污染物、食品样品等样品前处理中的应用,并对这一领域发展进行了展望。     

Magnetic solid-phase extraction based on magnetic carbon nanotube for the determination of estrogens in milk

In this work, a novel method for the fabrication of magnetic carbon nanotubes based on 'aggregation wrap' was proposed. When carbon nanotubes and magnetic nanoparticles were vortically mixed in a solvent, the magnetic nanoparticles were wrapped into the carbon nanotube bundles that formed during the aggregation process, leading to the formation of magnetic carbon nanotubes. Thus, the resultant material can be separated from the solvent rapidly and conveniently by a magnet. Our investigation demonstrated that the 'aggregation wrap' mechanism for the preparation of magnetic composite is also applicable to other self-aggregated micro/nanomaterials, including graphene, graphite, C(60), etc. To testify the feasibility of the magnetic composites in sample preparation, the resultant magnetic carbon nanotubes were applied as sorbents for magnetic solid-phase extraction (MSPE) of estrogens in milk samples. Under optimized conditions, a rapid, convenient and efficient method for the determination of estrogens in milk samples was established by the combination of MSPE with high-performance liquid chromatography with fluorescence detector. The linearity range of the proposed method was 5-2000 μg/L with correlation coefficients (R) of 0.9983-0.9994. The limit of detection (LOD) for three estrogens ranged from 1.21 to 2.35 μg/L. The intra- and inter-day relative standard deviations (RSDs) were <9.3%. The reproducibility of the MSPE with different batches of magnetic carbon nanotubes was acceptable with RSD values <3.6%.     

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。     

Surface Polymers on Multiwalled Carbon Nanotubes for Selective Extraction and Electrochemical Determination of Rhodamine B in Food Samples

In this study, we combine magnetic solid phase extraction (MSPE), with the screen-printed carbon electrode (SPCE) modified by a molecular imprinted polymer (MIP) for sensitive and selective extraction and electrochemical determination of Rhodamine B in food samples. A magnetic solid phase extraction (MSPE) was carried out using magnetic poly(styrene-co-divinylbenzene) (PS-DVB) and magnetic nanoparticles (MNPs) synthetized on the surface of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs). An MIP was prepared on the surface of MWCNTs in the presence of titanium oxide nanoparticles (TiO₂NPs) modifying the SPCE for the rapid electrochemical detection of Rhodamine B. The MIPs synthesis was optimized by varying the activated titanium oxide (TiO₂) and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) amounts. The MSPE and electrochemical detection conditions were optimized as well. The present method exhibited good selectivity, high sensitivity, and good reproducibility towards the determination of Rhodamine B, making it a suitable method for the determination of Rhodamine B in food samples.     

Determination of sulfonamide antibiotics in fish and shrimp samples based on magnetic carbon nanotube dummy molecularly imprinted polymer extraction followed by UPLC-MS/MS

In this study, a novel purification method using magnetic solid-phase extraction (MSPE) based on magnetic carbon nanotube dummy molecularly imprinted polymer (MCNTMIP) nanocomposite was investigated for separation and enrichment of sulfonamide antibiotics (SAs) in fish and shrimp samples. The MCNTMIP nanocomposite was successfully synthesized by applying carbon nanotubes as supporting template, methacrylic acid as functional monomer, sulfabenzamide as the dummy template for SAs, and ethylene glycol dimethacrylate as crosslinking agent, then was characterized by Fourier-transform infrared spectrometry and vibrating sample magnetometry. The adsorption performance of MCNTMIP was evaluated by binding experiments, including static adsorption, kinetic adsorption, and selectivity recognition study. The results confirmed that an imprinted polymer layer was successfully constructed on the surface of the MCNTMIP and this sorbent has advantages of simple magnetic separation, specific molecular recognition, and high adsorption capacity. Combined with ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS), we developed a rapid, sensitive, efficient MSPE method for detecting SAs analytes. Under the optimal conditions, the limits of detection were low to 0.1 μg/kg, and the recoveries of SAs analytes were ranged between 90.2 and 99.9%. In addition, the precision values were ranged between 0.5 and 9.1%. This method was successfully applied to analyze SAs in fish and shrimp samples with satisfactory recoveries.     

磁性固相萃取在检测抗抑郁药中的应用进展

作为治疗抑郁、焦虑、强迫等精神障碍疾病的主要药物,抗抑郁药的消耗量逐年增大。针对涉及抗抑郁药滥用的各类案件,物证鉴定人员需对药物的种类及含量进行分析。为准确、灵敏地检测实际检材中的抗抑郁药,样品前处理过程必不可少。磁性固相萃取采用比表面积大、分散性能好、可重复使用的各类功能化磁性材料作为吸附剂,因操作简单快速、萃取效率高、成本较低而被广泛用于各种生物检材中痕量目标分析物的分离富集。本文对近年来以磁性固相萃取为前处理技术检测抗抑郁药的研究进行综述,旨在为法庭科学领域相关实践办案和科学研究提供参考。     

Fe3O4/reduced graphene oxide‐carbon nanotubes composite for the magnetic solid‐phase extraction and HPLC determination of sulfonamides in milk

A novel magnetic adsorbent Fe₃O₄/reduced graphene oxide‐carbon nanotubes, was prepared by one‐pot solvothermal synthesis method. It was characterized by scanning electron microscopy, X‐ray powder diffraction and vibrating sample magnetometry. The diameter of Fe₃O₄ microparticles was about 350 nm, which were covered by carbon nanotubes and reduced graphene oxide sheets, while carbon nanotubes inserted between the reduced graphene oxide sheets effectively prevented their aggregation. The composite had large surface area and good magnetic property, suiting for magnetic solid‐phase extraction and the determination of sulfonamides, by coupling with high‐performance liquid chromatography. Under the optimized conditions (including extraction time, amount of adsorbent, solution pH, ionic strength and desorption conditions), a good linear was achieved in the concentration range of 5–500 μg/L and the low limits of detection and low limits of quantification were 0.35–1.32 and 1.16–4.40 μg/L, respectively. The enrichment factors were estimated to be 24.72 to 30.15 fold. The proposed method was applied for the detection of sulfonamides in milk sample and the recoveries were 88.4–105.9%, with relative standard deviations of 0.74–5.38%.     

功能化磁性纳米材料在糖蛋白及糖肽富集中的研究进展

蛋白质糖基化作为最重要的翻译后修饰之一,在生物体诸如细胞信号转导、蛋白质翻译调控、免疫应答等诸多生命过程中发挥重要作用。此外,蛋白质的异常糖基化还与肿瘤等疾病的发生发展密切相关,这为以糖蛋白为目标的疾病生物标志物的发现提供了可能。尽管质谱已经成为糖蛋白质组学的重要分析工具,但糖肽的低丰度和低电离效率使得其直接质谱分析仍面临挑战。在糖蛋白质组学研究中,从复杂的生物样品中富集糖蛋白和糖肽是重要的环节。磁性固相萃取(MSPE)是一种操作简单、成本低和萃取效率高的样品预处理方法。在磁性固相萃取中,磁性吸附剂是影响萃取效果的关键,将功能化磁性纳米材料作为吸附剂进行糖蛋白质组学研究已经得到广泛应用。该文综述了糖分子、离子液体、凝集素、硼酸亲和配体、金属有机框架、共价有机骨架等功能化磁性纳米材料的制备及其在糖蛋白及糖肽富集中的应用。上述功能化磁性纳米材料具有高比表面积、大量作用位点等特点,其富集机理包括亲水相互作用色谱、凝集素亲和作用色谱、硼酸化学法和肼化学法等,主要应用于血清、血浆、细胞、组织、唾液等样品的糖蛋白和糖肽的富集。该文引用了近十年来发表的约90篇源于科学引文索引(SCI)与中文核心期刊的相关论文,并于文末对磁性纳米材料在糖蛋白和糖肽富集领域的发展趋势进行了展望。