基于电纺纳米纤维的固相萃取技术.pdf

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1、第44卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第3期2016年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry474～481DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．150923与I一5一基于电纺纳米纤维的固相萃取技术李晓晴刘静静祁菲菲杨碧漪田甜许茜(东南大学公共卫生学院教育部环境与医学工程重点实验室，南京210009)(东南大学生物电子学国家重点实验室，南京210096)(东南大学苏州市环境与生物安全重点实验室，苏州215123)摘要纳米纤维极具优越固相萃取介质的潜质，基于纳米纤维的固相萃取法(Nanofibersbaseds

2、olidphaseextraction，NFs—SPE)已成为新兴的样品预处理技术。本文在评述NFs—SPE在食品、环境样品、生物样品等实际样品检测应用的相关研究基础上，提出纳米纤维的分子结构和形态结构与目标物吸附效能之间存在着“结构”一“效应”关系，这将是明确纳米纤维高效吸附目标物的机理的关键突破口。关键词纳米纤维；固相萃取；吸附效能；分子结构；形态结构；综述1引言固相萃取法(Solidphaseextraction，SPE)是样品预处理领域的研究热点，该技术基于萃取介质对目标物的吸附作用，吸附介质是技术的核心，其吸附效能是高效萃取目标物的关键J。吸附选择性和吸附效率是SPE

3、吸附介质的核心效能指标。优越的SPE吸附介质(OptimalSPEsorbentmaterials)需具备以下特点：小粒径、高比表面积、制备／合成方法简便、便于官能团进行功能化修饰、用量少、操作压力小，或不因洗脱反压影响传质过程和降低目标物回收率。纳米材料的高比表面积可提供数量巨大的作用位点，为高效分离、提取和富集奠定了基础，逐渐成为新兴的SPE吸附介质。纳米纤维(Nanofibers，NFs)是最典型的纳米材料之一，静电纺丝法(Electrospinning，简称电纺)作为制备NFs的通用技术’。J，最早报道于1934年的美国Formahals的专利，原理是带电荷的高分子溶液

4、或熔体在静电场中发生流动和变形，伴随溶剂挥发或熔体冷却而固化，最终在接收装置上形成纤维。电纺纤维直径一般分布在nm～m之间J。本研究组白2008年即进行电纺NFs作为SPE介质的研究工作，研究结果表明，NFs是极具潜质的优越SPE介质，得到国际同行的认同¨J。虽然距2007年首次发表只有短短数年，但基于纳米纤维的固相萃取法(Nano—fibersbasedsolidphaseextraction，NFs-SPE)因其优越性已成为新的研究方向。2电纺NFs在实际样品检测中的应用2．1食品食品中农兽药残留的分析检测通常面临成本较高、操作冗长和对极性目标物萃取效果不理想等问题。Sun

5、等_2成功利用Ps电纺NFs作为固相微萃取吸附剂，结合高效液相色谱一紫外检测器对猪肉中苯并咪唑类药物进行分析测定。该方法对药物的检出范围为20～1000ng／mL，回收率在95．4％～101．2％之间。郑春慧等I2以聚苯乙烯(Polystyrene，PS)电纺NFs为SPE材料，对蔬菜中的5种有机磷农药和茶叶样品中的5种拟除虫菊酯农药进行分离富集，表现出优于C商品柱的净化效果，并显著降低了吸附剂及有机溶剂的用量，缩短了前处理时间。通过增加极性吸附位点制备的磺化PS一聚乙烯吡咯烷酮共纺NFs小柱，仅需lOmg即可实现麻辣烫汤液中的5种喹诺酮类药物的提取，检出限为2015-08-2

6、5收稿；2015—12-08接受本文系国家自然科学基金项目(Nos．81172721，81473019)和苏州市纳米技术专项项目(No．ZXG2013026)资助E—mail：qxu68@163．tom_第3期李晓晴等：基于电纺纳米纤维的固相萃取技术4751．2～5．4ng／mL。该方法省略了加热、氮吹、复溶等步骤，简化了操作环节l2。针对环境雌激素类物质，笔者研究组制备了电纺尼龙6NFs膜，将其用于牛奶、矿泉水样中邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)的预处理，具备有机溶剂用量少、节省时间、灵敏度高等优点_】·坫]。在此基础上，针对食用油与PAEs极性相近这一特殊的样品基体，通过对洗

7、脱溶剂的种类及用量、NFs用量、pH值等样品预处理条件进行优化，建立了基于尼龙6NFs的SPE结合液相色谱．紫外法检测食用油样品中5种PAEs的新方法。该方法只需2．5mg尼龙6NFs即可完成样品中PAEs的萃取，精密度和回收率与相关文献方法相当，而检出限更低。Hu等采用填充式PSNFsSPE技术联合高效液相色谱．质谱联用检测，对牛奶样品中的乙烯雌酚等3种人工合成雌激素进行检测，检测限低至5～13Pg／g，在乳制品的质量控制方面有较好的应用前景。NFs膜在食品违禁添加物检测中的应用也有报道，