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。     

色谱分析中样品前处理技术的发展动态

作为现代分析领域的重要手段之一,色谱可用于食品、环境、生物等复杂样品的定性与定量分析。而样品前处理是获得理想色谱分析结果的必要前提,它可有效消除基质干扰、浓缩目标分析物、改善分离效能以及延长色谱仪器使用寿命。本文主要依据2020年4-5月Anal Chem新发表和在线录用的有关论文,讨论色谱分析中涉及样品前处理技术方面的最新发展动态。     

质谱成像技术及其在乳腺癌研究中的应用

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,其发病率在世界范围内呈现上升趋势,是威胁女性健康的重要疾病之一。随着现代医学技术的快速发展,早期有效的诊断和筛查方法能够改善乳腺癌患者生存率和提高其生活质量。由于乳腺癌肿瘤具有非常显著的异质性,这对于诊断和筛查带来了较大困难,亟须在肿瘤演进时间信息中,继续引入生物分子的空间信息,从而对其异质性、肿瘤微环境等进行准确的追踪。质谱成像技术,可在免标记的前提下利用离子质荷比的特性发现生物组织中的各种分子,并研究这些分子的时间和空间信息,对其进行准确的定性、定量和空间定位。目前,通过质谱成像技术可直接获取药物及其代谢物、内源性代谢物、脂质、多肽和蛋白质等在组织中的空间分布信息,为肿瘤分子分型诊断和确认以及相关抗肿瘤药物的筛选提供了新的思路和研究方向。该综述以乳腺癌相关的生物样品制备和研究进展为主要内容,从小分子样本、大分子样本、石蜡包埋样本、基质喷涂方式、常用离子源等方面阐述质谱成像中样本制备的重要性以及样品制备过程中存在的难点问题。同时,以细胞模型、动物模型和临床肿瘤标本为研究对象,汇总了质谱成像技术在乳腺癌方面的应用进展,并进行了展望,为开展癌症精准分型研究和药物药效的快速筛查提供了重要依据。     

一种蓄冷式飞机地面空调车系统性能的研究

针对传统的飞机地面空调车存在不能以小功率用电保障大功率需求及冷量损失严重等问题,提出一种相变蓄冷式飞机地面空调车,简要分析了系统组成及其原理,对蓄、释冷系统进行了实验研究。结果表明:蓄冷工况下相变蓄冷材料在-2℃开始相变,蓄冷量达到200 kW时耗时38 min,蓄冷3 h蓄冷量为950 kW;释冷工况下蓄冷箱的释冷时间大于2 h,当进风温度为27℃、湿度为32%左右时出风温度为4℃、湿度为94%左右,出风压力及风量均在设计范围之内,设计合理。     

聚倍半硅氧烷以不同方式改性纤维素绝缘纸的机理研究

本文运用分子动力学方法,建立了纯纤维素模型和一系列聚倍半硅氧烷以不同方式改性的纤维素绝缘纸模型,并对其热力学性能进行了计算、对比和讨论. 实验结果表明,各聚倍半硅氧烷纤维素改性模型的性能均优于未改性模型,并且当两条纤维素分子链作为取代基通过化学键接枝在聚倍半硅氧烷分子上(M2模型)时,改性效果最佳,其内聚能密度与溶解度参数的值相较于未改性模型提高了9%,拉伸模量、体积模量、剪切模量、柯西压的值分别提升了38.6%、29.5%、41.1%和29.5%,此外本文还计算并分析了各模型的自由体积分数和均方位移,结果显示,相较于其他模型,M2模型中的化学键在避免使纤维损失强度的同时,增加了分子链间的纠缠,使纤维素分子链占据了更多自由体积,从而使体系具有更小的自由体积分数,抑制了纤维素的链运动,进而提升了纤维素绝缘纸的热稳定性,这从微观角度解释了化学处理影响改性效果的机理.     

“爱迪生”珍珠及染色处理有核珍珠的谱学特征

颗粒大、圆度高并具有浓郁颜色的淡水有核养殖珍珠（商贸名称为“爱迪生”珍珠）为珍珠市场提供了更高的品质与价值,然而受利益的驱使,染色的有核养殖珍珠也逐渐流入市场,扰乱了消费者的健康消费,在一定程度上阻碍了“爱迪生”珍珠产业的良性发展。本文利用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和光致发光光谱仪对养殖和染色“爱迪生”珍珠进行了系统的谱学研究,并将其与海水珍珠、染色海水珍珠进行了比较。结果表明：（1）染色与养殖“爱迪生”珍珠在红外光谱上均显示1 445,882和725 cm-1处的文石振动峰,其中染色“爱迪生”珍珠在3 800 cm-1处均出现宽缓的弱吸收峰;（2）染色“爱迪生”珍珠的紫外可见光光谱中280 nm处的吸收峰明显弱于养殖“爱迪生”珍珠,染色后的“爱迪生”珍珠整体反射率降低,可能与染剂使珍珠中的蛋白质分子受损有关。染黄色“爱迪生”珍珠缺失养殖橙黄色“爱迪生”珍珠在360～380 nm处的吸收峰,而与染色海水金珠430 nm处的强吸收峰相似。染黑色“爱迪生”珍珠在425 nm处有吸收峰,染色海水黑珍珠在480和645 nm处有吸收峰,养殖海水黑珍珠在702 nm处有吸收峰,三者图谱的差异可能为各自的染料不同所致;（3）养殖“爱迪生”珍珠在光致发光光谱中450～550 nm范围内可见一组吸收峰,染色“爱迪生”珍珠的发光中心向红区偏移且在650 nm附近出现强度不等的与染色剂相关的吸收峰,染色海水金珠也在600 nm处有和染色剂有关的吸收峰。     

基于自旋回波探测的地面磁共振T2谱正反演策略

作为新兴地球物理方法之一,地面磁共振技术具有直接探测优势.但由于其发展时间较短,相关建模及反演方法介绍较少,传统的自由感应衰减探测方法不仅精度有限,且适应性较差.近年来,应用自旋回波信号直接探测横向弛豫时间是地面磁共振领域的研究热点.本文推导了其灵敏度核函数及正演公式,引入线性空间反演方案,即通过奇异值分解将含噪自旋回波信号由时间域变换至空间域.为避免矩阵病态问题,采用奇异值滤波法抑制分解病态程度,并联合同时迭代重建技术进一步提升空间域矩阵求解精度.结合非线性拟合对空间域矩阵参数进行提取,实现含水层对应含水量、横向弛豫时间的有效估计.通过模拟野外实验并进行数据解释,证实了该方案能够有效降低浅层含水量至1.5%,横向弛豫时间估测误差至0.02 s.本文的研究成果,将为地面横向弛豫时间探测及相关理论发展及方法在水文地质调查方面的推广应用提供有力支撑.     

碱处理HZSM-5分子筛在线催化提质生物油

采用NaOH溶液对HZSM-5分子筛进行碱处理,利用XRD、SEM、BET、Py-FTIR四种方法表征改性HZSM-5分子筛,对生物原油有机相、未改性HZSM-5制得生物油有机相与改性HZSM-5制得生物油有机相进行理化特性及成分分析,研究了碱处理HZSM-5分子筛对生物油有机相产物的影响;对使用了120 min的三种失活催化剂进行了热重分析,并对焦炭峰面积进行了积分计算。结果表明,经过碱处理后的HZSM-5分子筛保留了典型的MFI拓扑结构,形成了一定数量的介孔;同时,经碱处理1 h的HZSM-5分子筛催化制得的生物油有机相产物的产率有所增加且理化特性得到提高,其产物中烃类物质的含量显著增加,达到了37.67%,且以单环芳香烃为主;同时改性HZSM-5分子筛对生物油有机相中的酸、醛及酮类物质均有较好的脱除效果,有效地降低了生物油的腐蚀性并提升了生物油的稳定性,热值达到了35.32 MJ/kg;经1 h碱处理的HZSM-5分子筛的总结焦量明显降低。     

纳米银修饰的超疏水界面用于农药的超灵敏检测

采用化学还原法,在具有不同微观结构的规整的不锈钢网和聚纤维素酯薄膜表面合成了银纳米颗粒.利用氟化试剂对复合界面进行处理,形成超疏水性能的界面,能有效地浓缩目标分子.以罗丹明6G(R 6G)为分析物,纳米银修饰聚纤维素酯薄膜为基底,采用表面增强拉曼散射(SERS)分析了氟化处理前后基底对目标分子的检测能力.实验结果表明,具有超疏水性能的复合基底对R 6G分子的检出限为1 ×10-16 mol/L.以纳米银修饰的不锈钢网和聚纤维素酯两种复合材料为基底,对常用杀虫剂敌百虫的检出限分别为1×10-15 mol/L和1×10-16 mol/L.     

加速溶剂萃取-硅胶柱净化-碱性氧化铝柱分离-气相色谱三重四极杆质谱法测定土壤中的二噁英类化合物

建立了加速溶剂萃取(ASE),酸性硅胶柱、复合硅胶柱及碱性氧化铝柱纯化分离,气相色谱-三重四极杆质谱测定土壤中二噁英/呋喃(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)、多氯萘(PCNs)的分析方法.选用正己烷-二氯甲烷(50∶50, V/V)作为ASE的提取溶剂,设定提取温度为120℃,加标回收实验表明本方法可行.用100 mL正己烷-二氯甲烷(95∶5, V/V)及50 mL正己烷-二氯甲烷(50∶50, V/V)依次淋洗碱性氧化铝柱,得到组分A(PCBs及PCNs)与组分B(PCDD/Fs),实现了PCDD/Fs与另外两种化合物的分离,排除了同系物间及其它杂质的干扰.使用同位素稀释-气相色谱三重四极杆质谱法(GC-MS/MS), 在选择反应监测(Selected reaction monitoring, SRM)模式下测定PCDD/Fs、PCBs和PCNs,3种化合物的仪器检出限(LOD)范围分别为0.04~0.25 μg/L, 0.10~0.20 μg/L和0.01~0.05 μg/L,目标物平均相对响应因子(RRF)的相对标准偏差(RSD)均小于13%.基质土加标实验中,3种化合物13C标记的同位素内标回收率的范围分别为50%~95%,51%~103%, 49%~74%.实际样品的分析结果表明,PCDD/Fs、PCBs及PCNs在土壤样品中的总含量范围分别为16.1~1148 pg/g、6.6~152.6 pg/g及10.9~99.5 pg/g,且样品测定结果与高分辨质谱测定结果相吻合.