MOF-5派生的多孔碳材料作为吸附剂结合高效液相色谱法测定食品中的有机污染物

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食品样品中有机污染物残留的分析方法主要包含样品前处理和分析测定两个部分,其中样品前处理是分析过程中的关键步骤之一,其主要目的是将待测组分从样品中分离和浓缩,同时减小或消除样品中的干扰组分,从而实现痕量分析。固相萃取(Solid-phase extraction,SPE)和磁性固相萃取(Magnetic solid-phase extraction,MSPE)技术是两种常用的样品前处理技术。多孔碳材料由于其大的表面积和优良的吸附能力,已被广泛用作吸附剂材料。  本文通过高温碳化金属有机框架(Metal-organic framework,MOF)制备了多孔碳材料,并将其作为SPE和MSPE吸附剂,与高效液相色谱(High performance liquidchromatography,HPLC)技术相结合,建立了食品样品中几种有机污染物残留检测的新方法。本文主要开展了以下研究工作:  1.以MOF-5为模板和前体,一步高温碳化,制备了一种多孔碳材料(MOF-5-C)。MOF-5-C保留了模板的多孔性,拥有高的比表面积(1806 m2g-1)和大的孔体积(3.05cm3 g-1),将其用作SPE吸附剂提取和富集果汁样品中的几种内分泌干扰物,采用HPLC检测分析。对影响萃取效率的几个重要的因素进行了研究和优化。在最优条件下,目标分析物在的0.15~100.0 ng mL-1范围内线性良好,相关系数大于0.9961。检出限(S/N=3)为0.04 ng mL-1。在果汁样品中加标5和10 ng mL-1,平均加标回收率在89.0%~97.8%之间。结果表明,MOF-5-C可作为高效吸附剂用于SPE柱填料富集其他有机污染物。  2.为了进一步验证MOF-5-C的吸附性能,又以其作为SPE吸附剂,提取和富集瓶装饮品中的邻苯二甲酸酯类污染物,并结合HPLC进行检测分析。对影响萃取效率的几个重要的因素进行了研究和优化。在最优条件下,在水样中,目标分析物在0.1~50.0 ng mL-1浓度范围内线性良好,在果汁和雪碧样品中,目标分析物在0.2~50.0ng mL-1浓度范围内线性良好,相关系数大于0.9986。目标分析物在水样中的检出限(S/N=3)为0.02 ng mL-1,在果汁和雪碧样品中的检出限(S/N=3)为0.04~0.05 ngmL-1。该方法成功用于瓶装饮品中的邻苯二甲酸酯类污染物的测定,平均加标回收率在80.0%~119.1%之间。结果表明,MOF-5-C具有良好的吸附能力,可作为高效吸附剂用于样品前处理技术中。  3.采用共沉淀法制备了Fe3O4@MOF-5-C复合材料,以其作为MSPE吸附剂,萃取和富集蘑菇样品中的氯酚类污染物,采用HPLC对待测物进行分离测定。此方法将MOF-5-C的高吸附性能与磁性材料方便分离的特点相结合,避免了SPE装柱和上样问题。对影响萃取效率的几个重要的因素进行了研究和优化。在最优条件下,目标分析物在0.8~100.0 ng g-1范围内线性良好,相关系数大于0.9961。检出限(S/N=3)为0.25~0.30 ng g-1。平均加标回收率在85.4%~97.5%之间。结果表明,Fe3O4@MOF-5-C材料作为MSPE吸附剂,对从实际样品中萃取和富集有机污染物具有很大的应用潜力。  4.为了进一步考察Fe3O4@MOF-5-C的实用性,以其作为MSPE吸附剂,提取和富集苹果样品中的氨基甲酸酯类污染物,结合HPLC检测分析。对影响萃取效率的几个重要的因素进行了研究和优化。在最优条件下,残杀威、异丙威和丁苯威在1.0~100.0 ng g-1范围内线性良好,西维因在0.5~100.0 ng g-1范围内线性良好,相关系数大于0.9992。检出限(S/N=3)为0.1~0.2 ng mL-1。平均加标回收率在89.3%~109.7%之间。结果表明,Fe3O4@MOF-5-C结合了MOF-5-C的高吸附性能和磁性材料便于分离的的优点,可作为MSPE吸附剂富集实际样品中的一些有机污染物。
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