MOFs成就更的SPME
[导读]傅若农教授是我国老一辈色谱研究专家，见证了我国气相色谱研究的发展，为我国培养了众多色谱研究人才。此次仪器信息网特邀傅若农教授亲述气相色谱技术发展历史及趋势，以飨读者。
往期讲座内容见：傅若农老师讲气相色谱技术发展
mofs是当今世界上有机和无机基团结合的多功能材料，spme 是当今绿色的样品处理方法，二者相配当属珠联璧合的联姻，良材铸利器的结合。上一讲我们知道：金属有机框架化合物(metal orgaic framework)(mofs)是由无机金属离子和有机配体，通过共价键或离子共价键自组装络合形成的具有周期性网络结构的晶体材料，mofs具有*的孔道，可设计和调控它的尺寸和几何形状,并在孔道内存在开放式不饱和金属配位点，使其可用于吸附或分辨不同的气体或离子，mofs非常适合于辨识特定的小分子或离子，在多相催化、气体分离和储存等方面有着广泛的应用。由于mofs具有优异的性质，如比表面高、热稳定性好、纳米级孔道结构均一、内孔具有功能性、外表面可修饰等，在分析化学领域有广泛的应用前景，尤其是非常适合用作固相微萃取的吸附剂。
spme 是一种广泛使用的样品前处理技术，它是集萃取、浓缩、解吸、进样于一体的样品前处理新技术，它以固相萃取(spe)为基础，保留了spe的全部优点，排除了需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点。spme是以涂渍在石英玻璃纤维(或不锈钢金属丝)上的固定相(高分子涂层或吸附剂)作为吸收(吸附)介质，对目标分析物进行萃取和浓缩，并在气相色谱进样口中进行分析(或变通结构在液相色谱系统里用液相色谱流动相洗脱吸附样品，用液相色谱进行分析)，这一技术适合于很多技术领域的样品处理和分析。
1. spme 使用过的吸着剂
spme发明人pawliszyn 研究组zui早使用的吸着剂是涂渍有二甲基硅氧烷(pdms)和聚丙烯酸酯(pa)涂层的萃取丝，涂渍工艺类似于毛细管气相色谱柱，但是膜厚远高于毛细管气相色谱柱。起初商品spme萃取丝的固定相有：聚二甲基硅氧烷，聚丙烯酸酯(pa)，碳吸附剂等。
除去这常用的固定相之外，十几年来人们研究了多种固定相涂层，在spme 应用中，没有一种单一的涂层可以适应所有的化合物。涂层的性质要和被分析物的性质相匹配，选用的固定相涂层首先要对有机分子有较强的萃取富集能力，使分析物在涂层中有较快的扩散速度，能在较短时间内达到分配平衡，并在热解析时能迅速脱离固定相涂层，而不会造成峰的扩宽。同时，由于分析物是在高温下易于解吸，因此针对不同的分析物对涂层可有多种选择，为了适应各种需要，特别是用于极性化合物的spme固定相，这就推动了新spme固定相的开发和研究。人们首先开发的是混合型spme萃取丝涂层，如pdms-dvb(聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯)，pdms-carboxen(聚二甲基硅氧烷-碳吸附剂)，cw-dvb(聚乙二醇-二乙烯基苯)，cw-trr(聚乙二醇-高温树脂)，上述固定相 sulelco 公司都把它们形成商品spme产品。为了改进能够萃取极性化合物的涂层，又要满足涂层必须涂渍到石英丝上、可适应高温的要求，因此寻找新的性能优越的spme固定相是比较困难的。人们所研究过的spme吸着剂涉及的无机材料有石墨化碳黑,铅笔芯，玻璃碳，陶瓷等，碳类spme是研究zui多的一类涂层材料。自从1997年有人把hplc固定相使用的键合硅胶固定相c8和c18用做spme的涂层以后，这类吸着剂的研究和应用越来越多。
1999年pawliszyn 研究组把导电聚合物用于spme涂层,他们把聚吡咯(ppy)及其衍生物用电化学方法涂渍在金属丝上，它有利于通过 π-π 相互作用力萃取芳香族化合物，特别是多环芳烃，由于它有极性基团适合于萃取极性多环芳烃，它还具有阴离子交换的倾向，可以萃取阴离子化合物,此后这一spme有多方面的研究和使用。
分子印迹技术(molecular imprinting technology , mit) 是一种高选择性分离技术,由于mit模仿了生物界的锁匙作用原理,使制备的材料具有*的选择性，在固相萃取、化学或生物传感器、不对称催化和模拟酶等方面得到了应用。2001年 koster把 mip 用作 spme 萃取丝上的分离介质, pawliszyn 研究组mip 用作管内 spme 固定相和hplc联用测定体液中的 β-阻断剂药物。
限进介质吸附剂(restricted accessmatrix sorbents)是针对大分子的体积排阻功能和对小分子分析物的保留功能,通过控制吸附剂合适的孔径和对吸附剂的外表面进行适当的亲水性修饰,使得生物或环境样品溶液中的大分子不能进入吸附剂的内孔中去,且亲水性的外表面使生物大分子在吸附剂外表面不会发生不可逆的变性和吸附,可以用这一类吸附剂排除生物大分子，而对小分子分析物可以进行萃取，这种限进介质吸附剂在固相萃取中得到很多应用。
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往期讲座内容见：傅若农老师讲气相色谱技术发展
mofs是当今世界上有机和无机基团结合的多功能材料，spme 是当今绿色的样品处理方法，二者相配当属珠联璧合的联姻，良材铸利器的结合。上一讲我们知道：金属有机框架化合物(metal orgaic framework)(mofs)是由无机金属离子和有机配体，通过共价键或离子共价键自组装络合形成的具有周期性网络结构的晶体材料，mofs具有*的孔道，可设计和调控它的尺寸和几何形状,并在孔道内存在开放式不饱和金属配位点，使其可用于吸附或分辨不同的气体或离子，mofs非常适合于辨识特定的小分子或离子，在多相催化、气体分离和储存等方面有着广泛的应用。由于mofs具有优异的性质，如比表面高、热稳定性好、纳米级孔道结构均一、内孔具有功能性、外表面可修饰等，在分析化学领域有广泛的应用前景，尤其是非常适合用作固相微萃取的吸附剂。
spme 是一种广泛使用的样品前处理技术，它是集萃取、浓缩、解吸、进样于一体的样品前处理新技术，它以固相萃取(spe)为基础，保留了spe的全部优点，排除了需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点。spme是以涂渍在石英玻璃纤维(或不锈钢金属丝)上的固定相(高分子涂层或吸附剂)作为吸收(吸附)介质，对目标分析物进行萃取和浓缩，并在气相色谱进样口中进行分析(或变通结构在液相色谱系统里用液相色谱流动相洗脱吸附样品，用液相色谱进行分析)，这一技术适合于很多技术领域的样品处理和分析。
1. spme 使用过的吸着剂
spme发明人pawliszyn 研究组zui早使用的吸着剂是涂渍有二甲基硅氧烷(pdms)和聚丙烯酸酯(pa)涂层的萃取丝，涂渍工艺类似于毛细管气相色谱柱，但是膜厚远高于毛细管气相色谱柱。起初商品spme萃取丝的固定相有：聚二甲基硅氧烷，聚丙烯酸酯(pa)，碳吸附剂等。
除去这常用的固定相之外，十几年来人们研究了多种固定相涂层，在spme 应用中，没有一种单一的涂层可以适应所有的化合物。涂层的性质要和被分析物的性质相匹配，选用的固定相涂层首先要对有机分子有较强的萃取富集能力，使分析物在涂层中有较快的扩散速度，能在较短时间内达到分配平衡，并在热解析时能迅速脱离固定相涂层，而不会造成峰的扩宽。同时，由于分析物是在高温下易于解吸，因此针对不同的分析物对涂层可有多种选择，为了适应各种需要，特别是用于极性化合物的spme固定相，这就推动了新spme固定相的开发和研究。人们首先开发的是混合型spme萃取丝涂层，如pdms-dvb(聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯)，pdms-carboxen(聚二甲基硅氧烷-碳吸附剂)，cw-dvb(聚乙二醇-二乙烯基苯)，cw-trr(聚乙二醇-高温树脂)，上述固定相 sulelco 公司都把它们形成商品spme产品。为了改进能够萃取极性化合物的涂层，又要满足涂层必须涂渍到石英丝上、可适应高温的要求，因此寻找新的性能优越的spme固定相是比较困难的。人们所研究过的spme吸着剂涉及的无机材料有石墨化碳黑,铅笔芯，玻璃碳，陶瓷等，碳类spme是研究zui多的一类涂层材料。自从1997年有人把hplc固定相使用的键合硅胶固定相c8和c18用做spme的涂层以后，这类吸着剂的研究和应用越来越多。
1999年pawliszyn 研究组把导电聚合物用于spme涂层,他们把聚吡咯(ppy)及其衍生物用电化学方法涂渍在金属丝上，它有利于通过 π-π 相互作用力萃取芳香族化合物，特别是多环芳烃，由于它有极性基团适合于萃取极性多环芳烃，它还具有阴离子交换的倾向，可以萃取阴离子化合物,此后这一spme有多方面的研究和使用。
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