氟苯甲酸类物质(FBAs)是合成许多药物、农用化学品和其他有机化合物的重要中间体,同时也被用作水示踪剂。FBAs作为地下水示踪剂具有环境友好、不会在地层中自然存在、性质稳定、地层吸附量小、用量少以及种类多且彼此间无干扰等优点,因此FBAs作为示踪剂的应用不断扩大。在采用FBAs追踪地层水运动时,由于地层水基质复杂且FBAs浓度低,直接分析较为困难,因此对复杂基质中FBAs进行样品预处理十分重要。本研究采用多元(MTV)策略,以2,4,6-三甲酰基间苯三酚(Tp)、3,3'-二羟基联苯胺(DHB)、3,3'-二硝基联苯胺(DNB)为构筑基元,通过希夫碱反应制备了一系列不同羟基/硝基比例的三组分共价有机骨架(COF)[Tp-DHB_xDNB_(1-x)] (x=0、0.25、0.5、0.75、1)。再通过合成后修饰,得到氨基/五氟苯基双功能化COF,即氟亲和/阴离子交换/反相混合模式吸附剂COF-PFB_x-NH_2(1-x)。通过考察COF-PFB_x-NH_2(1-x)对FBAs的吸附性能,筛选出COF-PFB_0.5-NH_2(0.5)用于FBAs的吸附。为了便于将材料从溶液中分离,以Fe₃O₄纳米粒子为核,采用原位生长法制备了氨基/五氟苯基双功能化磁性三组分共价有机骨架吸附剂(Fe₃O₄@COF-PFB_0.5-NH_2(0.5)),通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱及傅里叶变换红外光谱等表征,证明了该材料的成功制备。Fe₃O₄@COF-PFB_0.5-NH_2(0.5)对4-氟苯甲酸(4-FBA)、2,3,4-三氟苯甲酸(2,3,4-TFBA)、2,3,4,5-四氟苯甲酸(2,3,4,5-Tetra-FBA)和3,5-双三氟甲基苯甲酸(3,5-BTFMA)的最大吸附容量分别为73.5、64.9、38.4和253 mg/g。重复使用5次后,其吸附效果保持良好。在最佳吸附条件下,Fe₃O₄@COF-PFB_0.5-NH_2(0.5)对模拟地层水中4-FBA、2,3,4-TFBA、2,3,4,5-Tetra-FBA和3,5-BTFMA的吸附率分别为85.7%、86.5%、94.9%和82.4%,表明Fe₃O₄@COF-PFB_0.5-NH_2(0.5)在实际样品中FBAs的分离富集方面具有很大的应用潜力。

分子印迹聚合物单位质量吸附容量是评价印迹材料吸附性能的重要指标之一,受红细胞双凹圆碟形貌比表面积大和优异稳定性的启发,合成了对四环素具有高选择性、大吸附容量、较快传质速率的类红细胞状表面分子印迹聚合物(RBC-SMIPs)。本工作首先以SiO₂作为初始载体,广谱抗生素四环素作为模板分子,通过表面分子印迹技术将廉价易得的多巴胺功能单体包覆在SiO₂载体表面,然后通过牺牲载体刻蚀技术将SiO₂初始载体刻蚀去除,并调节多巴胺印迹层用量和包覆时间,调控所制备印迹材料的形貌,最终制备出大比表面积和优异选择性吸附性能的RBC-SMIPs。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、N₂吸附-解吸附等表征手段以及动力学、热力学、选择性、重复利用性等吸附实验证明该材料成功包覆聚多巴胺印迹层,所制备材料粒径均一、比表面积大、传质速率快(15 min)、重复利用性好、单位质量吸附容量和印迹因子分别高达76.16 mg/g和3.62。此外,将RBC-SMIPs作为固相萃取吸附剂与高效液相色谱结合,该方法在0.01~200 μg/mL范围内具有较高的线性相关系数(R²>0.9995),在3个加标水平下(0.01、0.05和0.10 μg/mL)平均回收率为92.1%~95.3%,实现了对牛奶样品中四环素的高效吸附、富集和检测。本工作所开发的类红细胞状表面分子印迹聚合物具有良好的实际应用能力。

市售环氧合酶-2(COX-2)抑制剂如美洛昔康、塞来昔布等与传统的非甾体抗炎药相比虽能够有效治疗炎症,但是也存在着引起肝毒性、心血管疾病的风险。中药三七、人参等被证实具有良好的抗炎作用且毒副作用小,因此从中药中筛选潜在的COX-2抑制剂对于开发安全有效的新型抗炎药具有重要意义。本研究以磁性纳米材料作为高效载体,采用配体垂钓法替代传统低效筛选手段,结合固定化金属亲和技术,解决了传统酶固定方法带来的酶活性降低或酶分子堆积等问题。首先合成了聚多巴胺(PDA)包覆的Fe₃O₄,在PDA表面螯合Ni²⁺,利用金属离子亲和作用固定COX-2,制备了一种绿色环保、特异性好的垂钓工具。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪、振动样品磁强计等方法对其结构进行了表征,结果显示磁性纳米材料为核壳结构,粒径为250~300 nm,具有较大的比表面积,且磁性强、稳定性好。以COX-2抑制剂塞来昔布为垂钓目标物对COX-2的固定条件及垂钓条件进行了优化。该法成功应用于三七叶中潜在COX-2抑制剂的筛选,最终得到了13种能与COX-2相互作用的成分,经液相色谱-质谱联用技术鉴定均为20(S)-原人参二醇型皂苷。与传统的筛选方法相比,本方法简便快速,酶活性高,能够实现对特定目标物的捕获与富集。该研究对新型抗炎药的合成与开发具有指导意义,为高效地从中药复杂体系中发现抗炎药物或先导化合物提供了借鉴,同时也为三七叶的资源化合理应用提供了新的思路。

针对水产品农药残留分析过程中基质干扰强的现状,本研究利用多壁碳纳米管(MWCNTs)和海藻酸钠(SAL)制备了一种MWCNTs-SAL复合净化材料,建立了高效液相色谱-三重四极杆/复合线性离子阱质谱(HPLC-QTRAP-MS/MS)快速测定水产品中66种农药残留的分析方法。采用电喷雾装置将MWCNTs和SAL的复合溶液快速喷入CaCl₂溶液中进行交联,制备MWCNTs-SAL复合材料。将乙腈作为提取溶剂,基于推杆式震荡型净化技术对提取液进行净化。采用C₁₈ RRHD色谱柱(150 mm×3.0 mm, 1.8 μm)对目标化合物进行分离,在多反应监测(MRM)模式下采集质谱数据,使用基质匹配混合标准溶液进行定量分析。实验比较了MWCNTs-SAL填料与商品化填料对南美白对虾提取液的净化效果,并考察了MWCNTs-SAL用量对目标化合物净化效果的影响。实验结果表明,66种农药在0.5~50 μg/L内线性关系良好,相关系数均>0.99,检出限和定量限分别为0.5~1 μg/kg和1~2 μg/kg;在低、中、高3个加标水平下,66种目标化合物的回收率为64.1%~107.3%,日内和日间精密度均小于20.4%。该方法经济快速,简便高效,具有较高的灵敏度和重复性,是水产品中农药残留分析的可行方法。

生物样品通常具有基质复杂、种类繁多、理化性质差异极大等特征,采用一种分离模式通常只能得到样品的部分信息,发展多模式结合的分析方法,对于样品的全景特征分析、生物标志物发现皆具有重要意义。本文将HILIC和RPLC两根色谱柱与一台自动进样器、两个输液泵结合,并耦合到质谱仪上采集数据,构建了一种基于单进样器的HILIC/RPLC-MS/MS双模式交替分离系统。构建的系统通过一个两位六通阀和一个两位十通阀使自动进样器始终与质谱仪在同一流路上,但是与HILIC和RPLC两根色谱柱交替相连。当自动进样器与HILIC色谱柱相连时,HILIC运行梯度洗脱,RPLC处于平衡状态,反之亦然,使得总分析时间减少约40%,而且可避免数据集重叠。采用该系统对14种代表性的代谢物(包括有机酸、氨基酸、胆碱和溶血磷脂等)进行了分析,结果表明,相比于RPLC-MS/MS单模式系统和HILIC-MS/MS单模式系统,HILIC/RPLC-MS/MS双模式交替分离系统覆盖的代谢物数量更多。在尿液基质中,14种代谢物的定量线性关系均较好,相关系数(R²)大于0.99,方法的检出限和定量限分别为0.02~42.86 ng/mL和0.08~142.86 ng/mL,在低、中、高3个加标水平下的回收率为85.2%~113.9%,日内、日间精密度(RSD)小于10%。该系统仪器配置简单,操作便捷,实用性强,适合在临床上用于代谢物全谱研究,也可用于蛋白质组学、糖组学的研究,尤其适合大队列样本的组学分析,具有广阔的应用前景。

我国《化妆品安全技术规范》(2015年版)规定糖皮质激素为化妆品中禁用原料。本论文建立了超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)同时检测化妆品中100种非法添加糖皮质激素的分析方法,涵盖了现行国家标准GB/T 24800.2-2009、GB/T 40145-2021和《化妆品安全技术规范》(2015年版)中列出的58种糖皮质激素,以及42种新型糖皮质激素,其中包含2种迄今未见文献报道的糖皮质激素美替诺龙醋酸酯和地塞米松9,11-环氧。样品用含0.2%(v/v)乙酸的饱和氯化钠溶液分散,用含0.2%(v/v)乙酸的乙腈提取,向乙腈提取液中加入等体积水析出非极性杂质,再加入10%(质量分数)亚铁氰化钾溶液和20%(质量分数)乙酸锌溶液(含0.4%(v/v)乙酸)作为沉淀剂进一步净化,选用Waters ACQUITY UPLC BEH C₁₈色谱柱(150 mm×3.0 mm, 1.7 μm)进行色谱分离,以0.2%(v/v)乙酸水溶液-0.2%(v/v)乙酸甲醇溶液为流动相梯度洗脱。在电喷雾正离子模式下以动态多反应监测方式(MRM)测定,外标法定量。以MRM-信息依赖采集-增强子离子扫描模式(MRM-IDA-EPI)得到的增强子离子质谱图(EPI)进行阳性样品确证。结果显示:100种糖皮质激素在2.5~60 ng/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数均大于0.99,除环索奈德在膏霜乳基质中出现基质抑制效应以外,其余99种糖皮质激素均无明显的基质效应。所有目标物的方法检出限和定量限分别为0.03 μg/g和0.1 μg/g。在3个不同的添加水平下(1倍、2倍和8倍定量限),水基质中目标化合物的回收率为79.6%~114.4%, RSD为0.7%~9.4%(n=6),膏霜乳基质中目标化合物的回收率为79.5%~112.1%, RSD为0.7%~12.9%(n=6)。筛查了47种实际样品,在3个阳性样品中检出了5种糖皮质激素,并用MRM-IDA-EPI进行了确证。本检测方法操作简便、高效,适用于化妆品中100种糖皮质激素的快速筛查和测定,可填补化妆品中糖皮质激素的监管空白,为化妆品的质量监管提供了有力的技术手段。

本研究以中华鳖中8种抗病毒药物(antiviral drugs, ATVs)及2种代谢物为研究对象,采用Wallelut Lipoclean磷脂去除小柱净化样品,建立了通过型固相萃取净化模式与超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)相结合的快速检测方法。样品在37 ℃下经酸性磷酸酯酶酶解,1%乙酸乙腈提取,通过型固相萃取小柱净化,40 ℃下氮吹浓缩后采用UHPLC-MS/MS检测,多反应监测(MRM)模式采集数据,内标法定量。针对不同ATVs之间极性差异大的特点,实验优化了仪器参数和前处理条件,重点对色谱柱进行了筛选并排除了生物内源性物质尿苷对利巴韦林的分析干扰,同时讨论了前处理过程中提取液和净化小柱选择对提取效率和净化效果的影响。在最优实验条件下,10种目标物在一定质量浓度范围内线性关系良好,相关系数(r²)为0.994~0.998,方法检出限(MDL)为0.05~1.1 μg/kg,方法定量限(MQL)为0.18~3.8 μg/kg。在低、中、高3个添加水平下10种目标物的平均回收率范围为82.5%~103%,相对标准偏差(RSD)为3.11%~12.1%。该方法操作简便、快速、灵敏,重复性好,可用于大批量样品的同时快速检测,并成功应用于省级水产品质量安全风险监测工作。

基于QuEChERS,结合超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,建立了一种同时测定运动营养食品中60种类固醇激素的分析方法。样品以1.0%(v/v)甲酸乙腈提取,氯化钠进行分层,150 mg PSA和150 mg C₁₈粉末净化,净化液经氮气吹至近干后用50%甲醇水溶液复溶,在Waters Acquity UPLC HSS T₃分析柱上,以0.1%(v/v)甲酸水溶液(含10 mmol/L乙酸铵)-甲醇为流动相,电喷雾离子源(ESI)正离子模式下进行UPLC-MS/MS多反应监测(MRM)测定。在最优的仪器参数及前处理条件下进行方法验证,60种类固醇激素在1.0~100 ng/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数(r)均大于0.99;方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.2~0.8 μg/kg和0.6~2.4 μg/kg。以乳清蛋白粉(固体)、果胶蛋白肽(半固体)、运动营养液(液体)为空白基质,进行3个水平的加标回收试验(n=6), 60种类固醇激素的平均回收率为73.7%~112.7%,相对标准偏差(RSD)为3.2%~10.1%。将新开发的方法应用于13批次实际样品的测定,在其中1份样品中检出禁用药物(勃地酮),含量为14.6 μg/kg,说明运动营养食品中确有非法添加类固醇激素的现象,后续应加强对运动营养食品中该类固醇类激素的监控。该方法简单高效,灵敏度高,重复性好,适用于运动营养食品中类固醇激素的快速筛查和定量分析,为运动营养食品中类固醇激素的日常监督提供技术支撑。

人体呼出气中的挥发性有机化合物(VOCs)可作为评价生理或病理条件的生化指标。然而,呼出气成分复杂,且VOCs含量较低,难以达到分析仪器的直接检测要求。因此,建立一种简便、快捷、高效的富集技术对VOCs的直接检测具有重要意义。该文将石墨氮化碳(g-C₃N₄)与金属有机骨架复合,制备了三维纳米花状的g-C₃N₄/UiO-66固相微萃取涂层,联用GC-MS技术对肺癌患者呼出气中的5种生物标志物(苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯和癸醛)进行富集检测。通过FT-IR、TGA、XRD和SEM对复合材料进行系列表征,纳米花状固相微萃取纤维的最佳萃取时间为10 min,最佳萃取温度为60 ℃,最佳解吸时间和解吸温度分别为3 min和260 ℃。 结果表明,5种VOCs在各自的浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.9919~0.9977,检出限为0.16~4.50 μg/L,定量限为0.54~9.18 μg/L。纤维6次平行测定的日内和日间精密度分别为3.3%~7.3%和4.0%~6.6%。由于复合材料中纳米花状层间通道以及g-C₃N₄微孔的存在,该复合材料涂层表现出较高的富集效率和良好的重复性。5种VOCs的加标回收率稳定在84.6%~113.2%范围内。最后,将该方法应用于肺癌患者呼出气分析检测,无论是健康人群还是肺癌患者,呼出气中苯的含量普遍较低,甲苯的含量差异性明显且肺癌患者远高于健康人群。所建立的方法有望为肺癌无创早期诊断提供参考价值。