基于分子印迹微流控CE系统的空气羰基污染物分析的研究

空气羰基污染物(ACs)采样过程中使用的过量衍生剂2,4-二硝基苯肼（DNPH）因产生严重背景干扰，影响ACs测定的灵敏度和准确度。本研究拟以DNPH的结构类似物2,4-二硝基苯甲胺为模板分子，合成分子印迹聚合物（MIPs），制备固相萃取（SPE）柱，去除空气样品中过量DNPH；进而将MIPs/SPE柱与毛细管电泳（CE）分离技术结合，构建分子印迹微流控CE系统(MIM/CE)，用于ACs的高灵敏和快速分离检测；同时，结合扩散管-过滤膜(Denuder-filter)采样技术，分别检测气态和颗粒态ACs含量，以便更好地进行污染物溯源及环境影响评价。通过本项目的实施，预期可以消除现有ACs测定方法中DNPH的背景干扰问题，同时大大缩短采样时间，实现气态和颗粒态ACs的分别检测，并为进一步建立便携式、自动化和微型化的ACs分析仪器做出探索性研究工作，以便用于各种污染现场ACs的实时快速监测。

目前国内外通常利用HPLC法来分离测定空气羰基化合物（ACs），但由于空气中有些羰基化合物含量极低，而HPLC法需要样品量较大，所以需要连续采样几个小时甚至几天，不利于及时发现突发污染事件，以及监控污染物的扩散途径。除此之外，给研究者带来困扰的另外一个问题是：样品采集过程中过量衍生剂2,4-二硝基苯肼（DNPH）的使用，会造成严重背景干扰，影响分析灵敏度和分离效率。此外，传统的柱床式采样方法，收集到的是气态和颗粒态ACs的总和，不能分别测定气态和颗粒态的ACs。. 为了解决以上ACs采集、浓缩富集以及分析检测中存在的问题，本研究的研究成果如下：.（1）以2,4-二硝基苯胺(DNAN)为替代模板分子，合成出了对DNPH具有选择性识别作用的分子印迹聚合物（MIPs），从而解决了直接用 DNPH 做模板分子时，DNPH 与功能单体和交联剂之间发生的强烈键合作用而难以被洗脱的问题；.（2）制备出了高选择性的分子印迹聚合物/固相萃取(MISPE)柱，可以成功清除样品溶液中过量的DNPH，经过MISPE净化处后的空气样品可浓缩富集5000倍，羰基化合物的平均回收率为97±5.3% (n=5), 从而解决了现有分析方法测定ACs时背景干扰严重和检测灵敏度低的难题；.（3）通过CE分离条件优化，采用样品“堆积技术”，可以利用成本极低的胶束毛细管电泳方法使所有待测ACs都能达到基线分离，分离塔板数比常规CE方法提高了10倍;.（4）用MIP/SPE/CE系统替代现有HPLC方法分离检测ACs，经过1h采样，空气许多微量羰基化合物的含量，以及在气态和颗粒态之间的分配系数可以被定量测定， 因此解决了现有方法存在的样品采集时间过长、有机溶剂使用量大以及分析灵敏度不高等缺点。 . 通过本项目的实施，消除了现有ACs测定方法中DNPH的背景干扰问题，同时大大缩短了采样时间，实现了气态和颗粒态ACs的分别检测，并为进一步建立便携式、自动化和微型化的ACs分析仪器做出了探索性研究工作，因此在大气研究中具有广阔的应用前景。