基于纳米纤维的生物样品中气态组分捕集与检测方法研究

针对生物样品中挥发性有机化合物（VOCs）含量低、背景复杂导致的检测困难，提出以电纺纳米纤维为固相吸附提取介质，组装成固相提取器件吸附富集VOCs以提高检出灵敏度和准确性。为研制出高效的VOCs吸附纤维,进行纳米纤维制备工艺研究以控制纤维材料表面形貌和表面化学性质，试验不同纳米纤维对代表性的VOCs的吸附特性，比较研究纤维成分、修饰方法和目标分子的大小及分子中的官能团等因素对吸附性能的影响。结合吸附模型验证，分析探讨不同吸附效果产生的机理，总结纳米纤维材料分子组成、形貌、尺寸以及外界环境因素对目标物的吸脱附效率影响规律。力图从分子结构、纳米、微米结构等多层次优化筛选高分子功能新材料，构建基于纳米纤维的目标物高效吸附提取体系，结合光谱、色谱、质谱等现代分析技术，建立起含目标分子的复杂生物样品的采样、保存、前处理及测定的分析检测体系，为健康相关学科的研究与应用提供技术支持。

针对生物样品中挥发性有机化合物（VOCs）含量低、背景复杂导致的检测困难，提出以电纺纳米纤维为固相吸附提取介质，组装成固相提取器件吸附富集目标物以提高检出灵敏度和准确性。用电纺技术制备了多种纳米纤维，选取代表性挥发性有机物对比试验电纺纳米纤维与现有碳质吸附材吸附性能差异，从吸附/脱附量、选择性、吸附平衡时间、再生性等方面对纳米纤维与活性炭、碳纤维、碳纳米管、SPME、Tenax等的吸附性能进行对比。结果表明电访纳米纤维表现出较好的吸附选择性，短的吸附平衡时间、温度敏感性、更好的再生性。针对分析检测中样品采集和前处理环节的实际应用需要，制成基于纳米纤维的多用途、多规格的高效分离、提取器件，包括锥形、分体式、串联式、层叠式、膜形、膜堆式共6种样品采样和前处理器件。针对气态样品难以标化等操作的难题，设计和组装了多种可供吸附实验的装置，包括静态、动态甚至处于真空状态的吸附实验装置。比较研究了纤维成分、修饰方法和目标分子的大小及分子中的官能团等因素对吸附性能的影响。分析探讨不同吸附效果产生的机理，总结纳米纤维材料分子组成、形貌、尺寸以及外界环境因素对目标物的吸脱附效率影响规律。从分子结构、纳米、微米结构等多层次优化筛选高分子功能新材料，构建了基于纳米纤维的目标物高效吸附提取体系，结合光谱、色谱、质谱等现代分析技术，建立起含目标分子的复杂生物样品的采样、保存、前处理及测定的分析检测体系，为健康相关学科的研究与应用提供技术支持。