以整体柱为萃取介质的便携式环境样品原位预处理技术

针对环境样品的原位预处理需求，本项目提出以整体柱材料为萃取介质的新型便携式样品预处理技术，集取样、纯化、富集于一体。充分利用整体柱的整体特性和高渗透性，发展一种理想的便携式萃取介质；设计微型化便携式预处理装置，并拓展该装置构建多通道样品预处理平台，满足高通量应用需求。分别在整体柱和预处理装置中植入磁性或电磁性模块，通过磁相互作用实现整体柱萃取介质与萃取装置的快速连接，增强操作的便利性。为满足不同样品的应用需求，设计合成功能化整体柱萃取介质，尤其是限进功能化整体柱，以减小环境样品基质干扰，实现目标物原位萃取、纯化与富集，为后续高灵敏准确检测奠定基础。本项目的实施将丰富便携式样品预处理技术，为相关环境样品的实时快速原位预处理提供技术基础，具有重要的理论指导意义、实用价值和社会效益。

本项目结合现代样品预处理技术的发展趋势，探索出一系列新型高效的样品预处理介质，并设计了配套的样品预处理装置，为相关应用提供了新技术和新方案。研究成果主要体现在两方面：一是基于整体柱的环境样品原位预处理技术，开发了无机氧化硅基质整体柱材料、有机聚合物基质整体柱材料（聚丙烯酸酯类、聚苯乙烯类），实现了整体柱材料的结构、表面基团、孔径多方面的调控。在整体柱中预置磁性圆片，并设计了便携式预处理装置，利用装置上磁性单元和整体柱的磁性圆片磁力作用，实现萃取介质与预处理单元的快速连接，构建出新型样品预处理技术，实际应用中对水体系的二苯甲酮类样品、多环芳烃类样品显示出良好的萃取效率、操作简单、便携性强。二是开发了数种基于功能化磁性纳米粒子的样品预处理技术，本项目侧重探讨了限进型磁性萃取介质、表面亲水内部疏水型磁性萃取介质的研究，制备出纤维素组装十八烷基磁性纳米粒、十八烷基-二醇基交错型磁性纳米粒、内部二乙烯苯基-表面磺酸基磁性纳米粒等，相关应用表明萃取介质具有良好的基质兼容性，可有效消除大分子干扰，提高样品预处理工作的便利性与重现性。这些研究发展了样品预处理技术，为广泛的应用奠定了基础。截至目前，在项目的支持下，培养了1名博士生，8名硕士生，已发表SCI论文12篇。