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。     

共价有机骨架材料在分离科学中的研究进展

共价有机骨架(COFs)材料是一类由有机单体通过共价键连接而成的新型多功能结晶有机聚合物,具有比表面积大、热和化学稳定性好、结构和功能可控等优点,在气体存储、药物传递、传感和催化等方面有着广泛的应用。多样的结构和丰富的官能团也使COFs在分离科学中具有巨大的应用潜力。COFs及其复合材料作为吸附剂已被用于固相萃取、磁固相萃取、固相微萃取,以及气相色谱、高效液相色谱和毛细管电色谱的新型固定相。该文综述了近3年来COFs在分离科学中的最新进展,着重介绍了COFs在水介质、食品基质、生物样本等复杂基质中样品前处理和有机分子(包括手性和异构化合物)分离等方面的研究进展,为进一步研究COFs的应用提供参考。     

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。     

基于碳点的色谱分离材料研究进展

色谱分离的核心是色谱柱,色谱柱的灵魂是色谱分离材料,色谱分离材料的种类和性质直接决定色谱的分离模式和分离性能。碳点作为一类新型的零维碳纳米材料,自2004年被首次报道以来,凭借其广泛的原料来源、低毒性、易于功能化、优异的生物相容性和抗光漂白性等独特性能,已广泛应用于生物成像、发光二极管、传感、催化等领域,并呈现出蓬勃的生机。同时,碳点还具有设计性强、粒径大小适中等优势,将其引入色谱分离新材料中开发高选择性的色谱固定相具有重要意义。本文首先简要回顾了碳点的分类、合成策略、发展历程,然后聚焦于色谱分离材料领域,系统综述了近年来碳点在液相色谱固定相(含亲水色谱、反相色谱、混合色谱、手性色谱等)、气相色谱固定相和毛细管电色谱固定相方面的最新研究进展,特别强调了各类固定相的制备方法及其应用,并对碳点在色谱分离材料领域的发展前景和未来努力方向进行了分析和展望,期望为基于碳点的色谱分离新材料的理性设计及应用提供一些参考。     

金属有机骨架材料在色谱固定相构建及应用中的研究进展

金属有机骨架(MOFs)是由金属中心或团簇与有机配体组装而成的一类新型晶体多孔材料,具有比表面积大、孔隙率高、孔径均匀以及结构多样等优良特性,已被广泛应用于催化、吸附、传感、样品前处理以及色谱分离等领域。近年来MOFs在色谱分离领域的应用备受关注。与传统色谱固定相材料(如介孔二氧化硅、纳米粒子以及多孔层等)相比,MOFs具备灵活可调控的孔道尺寸和结构,能够实现对分子间相互作用的精确控制。此外,种类丰富多样的功能配体和拓扑结构拓宽了MOFs在分离领域的应用范围,有望实现更多类型复杂样品的分离分析。MOFs的这些独特优势使其非常适用于构建各类新型色谱固定相。迄今为止MOFs色谱固定相已展现出优异的分离效能,在色谱分离领域具有明显的优势和巨大的应用潜力。本文重点介绍了MOFs色谱固定相的构建方法及其在色谱分离应用中的最新研究进展,包括高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)以及毛细管电色谱(CEC)领域;针对现有的MOFs色谱固定相制备方法进行了归类总结,并简要探讨了各个方法的优缺点及发展方向;还总结了近年来MOFs色谱固定相的典型应用;最后,本文对MOFs色谱分离介质未来的研究重点及发展...     

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,...     

分子印迹聚合物颗粒在毛细管电色谱中的应用

依据分子印迹技术(MIT)制备的分子印迹聚合物(MIP)颗粒对模板分子及其结构类似物具有特异性识别和选择性吸附作用,同时具有较大的比表面积和快速的传质动力学特性,因而被广泛用作液相色谱固定相和固相萃取材料。将MIP颗粒作为固定相应用于毛细管电色谱(CEC),结合了CEC的快速、高效和MIP的高亲和性、高选择性的特点,成为分析科学领域最具有发展前景的分离技术之一。MIP颗粒在CEC领域有几种不同的应用形式: 作为填充材料填充到毛细管柱中;作为嵌入材料嵌入到毛细管柱内部不同基质的骨架中;作为准固定相添加到CEC运行缓冲溶液中。本文综述了近几年MIP颗粒在CEC领域应用的发展,对该领域今后的发展前景进行了展望。     

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。     

磁性分子印迹聚合物核壳微球的制备及应用*

分子印迹技术是综合高分子化学、生物化学等学科发展起来的一门边缘学科。通过分子印迹技术制备的聚合物具有吸附选择性好、色谱效率高、便于功能设计等优点,在色谱分离、固相萃取、传感器、药物控释等领域得到了广泛的应用。磁性聚合物微球是近年发展起来的一种新型多功能材料,已广泛应用于生物分离、药物控释、疾病诊断等领域。在磁性粒子表面进行分子印迹制备的磁性分子印迹聚合物核壳微球,兼有良好的超顺磁性和高选择吸附性两大优点,具有广阔的应用前景。本文重点综述了磁性分子印迹聚合物核壳微球的制备方法以及在化学分析、生物分离和药物控释方面应用的研究进展,并指出了该领域工作存在的问题及今后的发展方向。     

替代模板分子印迹技术在样品前处理中的应用

分子印迹聚合物具有抗恶劣环境、选择性高、稳定性好等特点,广泛应用于复杂样品的前处理。采用结构类似物作为替代模板分子,可以解决分子印迹聚合物制备时目标物溶解性差的问题,替代模板分子印迹聚合物不仅对目标分析物具有选择性识别能力,还可以避免模板泄露对痕量分析造成的影响。本文综述了替代模板分子印迹技术在样品前处理中的应用进展,包括替代模板分子印迹技术在固相萃取、固相微萃取、色谱固定相、基质固相分散萃取中的应用,最后对替代模板分子印迹技术在未来的样品前处理中的研究进行了展望。     

功能化聚合物基质整体色谱柱的研究进展

新药研发、蛋白质组学分析、中药有效成分分析等前沿领域的快速发展,对分析检测方法的灵敏度、样品通量等提出了更高的要求,色谱分析技术面临着新的严峻挑战。作为色谱技术的核心,高效快速、高选择性的新型色谱柱开发是当前研究的热点之一。有机聚合物整体色谱柱因具有制备简单、通透性好、耐酸碱性能强、特别适合复杂样品的快速分离分析等优点,有望克服传统色谱分离介质的不足而备受关注。近年来分析对象越来越复杂,基于整体材料制备简单的特点,开发特殊功能化的新型整体色谱材料,成为分析科学及材料科学等领域研究者高度重视的方向之一。该文系统介绍了整体柱的发展史,并主要综述了有机聚合物整体色谱柱的发展及其功能化研究。     

硅胶基质高效液相色谱填料研究进展

高效液相色谱(HPLC)不仅是一种有效的分析分离手段,也是一种重要的高效制备分离技术。色谱柱是HPLC系统的核心,不同性能的填料是HPLC广泛应用的基础。硅胶是开发最早、研究最为深入、应用最为广泛的HPLC固定相基质,其制备方法主要有喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、聚合诱导胶体凝聚法及模板法等。近年来,亚2μm小粒径硅胶、核-壳型硅胶、双孔径硅胶、介孔性硅胶、有机杂化硅胶等新型硅胶应用于HPLC并取得了色谱分离技术的飞速发展,例如基于亚2μm填料的超高压液相色谱技术、基于核-壳型填料的快速分离技术、基于杂化硅胶填料的高温液相色谱技术等。硅胶经表面化学键合、聚合物包覆等有机改性可制得先进的大分子限进填料、温敏性填料、手性填料等,大大扩展了HPLC的应用范围。本文对液相色谱用硅胶的制备方法、改性与修饰方法以及硅胶基质固定相的评价方法加以系统综述,概述了新型硅胶在HPLC中的应用进展,并对硅胶基质填料的发展方向与应用前景进行了展望。     

树状大分子接枝型聚合物色谱分离材料研究进展

随着色谱固定相制备技术和材料科学领域的不断发展,目前已经有大量修饰方法和新型材料被用于固相萃取、高效液相色谱以及离子色谱聚合物固定相填料的功能化修饰。其中聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子由于其独特的结构和性质,在色谱分离材料结构完善和性能提升中也发挥了重要的作用。该文主要综述了PAMAM树状大分子在以聚合物为基质的色谱分离材料修饰中的应用,并对其今后的发展进行了展望。     

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。     

杯芳烃在液相色谱固定相领域的应用及进展

杯芳烃是一类由苯酚单元通过亚甲基桥连的超分子化合物,具有独特的主客体识别性能,是继冠醚和环糊精之后第三代超分子化合物的主要代表。其被广泛应用于离子通道、有机催化反应、跨膜转运、纯化、色谱分离等方面。基于杯芳烃易于修饰的特点,选取不同性质的化合物进行衍生化,可以制备出具有不同识别能力和高选择性的杯芳烃衍生物,进而应用于不同色谱分离模式,可实现复杂样品的分离分析。该文从杯芳烃、杯芳烃衍生物和杯杂芳烃3个方面综述了近年来杯芳烃在液相色谱固定相方面的研究应用及进展,并对杯芳烃在色谱分离领域的发展提出了展望。     

高分子类型MONOLITH材料的制备技术及其作为亲和色谱固定相用于分离生物大分子的应用

高分子类型MONOLITH材料（也称整体柱,连续床）是近些年来发展迅速的一种新型的以高分子为基质的整体型多孔材料,由于其内部独特的三维连续相互贯通的多孔结构,在诸多应用领域越来越受到研究者的关注,尤其被认为是分离过滤领域的一个历史性突破。与硅基质MONOLITH材料相比,高分子类型的MONOLITH材料具有制备工艺简单、生物相容性好、化学稳定性高和表面化学性质易调控等特点,因此作为亲和色谱的固定相在生物大分子的分离分析上具有更大的优势。本综述重点总结了高分子类型MONOLITH材料的制备方法及其最新研究进展,并论述了近5年来其作为亲和色谱固定相用于分离生物大分子的应用进展。     

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。     

引言

任何一门科学的发展都离不开其所处的时代背景和社会需求,分离科学的发展也不例外。材料科学与环境科学的发展,具有特殊结构、高分离效能或高选择性的新型固定相的研究与开发以及新型样品预处理技术的发展极大地丰富了高效液相色谱的研究手段。 一般认为,固定相的选择是气相色谱的“专利”,而液相色谱通常通过流动相体系的改变来便捷地调节分离选择性。最近,这一局面已经被打破! 材料科学的迅速发展,尤其是近年来纳米技术的发展带动了新型固定相和分离介质的快速发展。随着新型固定相的不断问世,液相色谱不仅在分离模式的选择方面增加了发展的空间,在同一个分离模式下也有更多对选择性有细微差别的固定相可供选择。尤其是在制备色谱中,通常对流动相中可以添加的溶剂、缓冲盐等有诸多限制,改变分离选择性的最好途径将是选择合适的固定相种类。     

样品前处理介质的制备与应用研究进展

样品分析是环境污染物研究和控制的基础,到目前为止,环境样品前处理仍是环境样品分析的瓶颈问题,其中,针对复杂环境基质中的痕量污染物开发高效率和高选择性的吸附材料是样品前处理的关键和研究热点。微孔有机聚合物、有序介孔硅材料、金属有机骨架聚合物、分子印迹聚合物、碳纳米管和石墨烯等新材料具有骨架密度低、比表面积大、孔尺寸可调控、表面可修饰、化学和物理性质稳定等优点,在样品前处理领域展现出巨大的应用潜力。该文对近年来这些新型纳米材料在固相萃取、分散固相萃取、固相微萃取、磁固相萃取、搅拌棒吸附萃取和基质固相分散萃取等样品前处理领域的最新研究进展做了简要评述,为更好地开发新型纳米材料在复杂和痕量样品前处理中的应用提供了参考。     

基于共价有机框架材料的电化学传感器研究进展

共价有机框架（COFs）材料是一类由轻质元素（C, O, N, B等）通过强共价键连接而成的新兴结晶多孔材料。COFs因其可调孔径、永久孔隙率、拓扑可设计性等优点,被广泛用于电化学传感领域。金属纳米粒子、碳材料、金属有机框架、酶等功能材料与COFs复合,可以显著提高电化学传感器的分析性能,实现高灵敏度和选择性检测。本综述阐述了基于COFs的电化学传感器的最新研究进展,总结了制备方法,并对其传感机制进行了解释。介绍了新型COFs材料的设计和合成,以及基于新型检测模式的COFs电化学传感器的研究进展。