中廣測研發共價有機框架新型固相微萃取探針
復雜環境和生物介質中的痕量污染物的原位、快速、靈敏、準確分析是當前環境分析科學研究的一個重要方向。全氟及多氟烷基化合物（PFASs）是一類廣泛存在于環境和生物體中的持久性有機污染物。多項研究表明，PFASs具有肝毒性、生殖毒性和潛在致癌性。全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）是兩種使用最為廣泛的PFASs，先后于2009年和2019年被列入斯德哥爾摩公約，限制或禁止使用。對環境和生物介質中PFASs的含量、組成及分布進行研究和監測將為探究PFASs的環境行為和毒性效應提供依據。
質譜（MS）是進行復雜樣品中痕量化合物分析檢測的首選方法。然而，PFASs在環境和生物介質中的存在濃度很低，這就使得傳統的液相色譜質譜聯用方法用于分析復雜環境和生物介質中痕量PFASs時需要進行復雜、繁瑣和耗時的樣品前處理，分析效率低。常壓敞開式電離質譜（Ambient MS）是21世紀初發展起來的一種無需或僅需很少樣品前處理、不需要進行色譜分離即可直接對樣品進行分析的新興質譜技術。固相微萃取（SPME）與常壓敞開式電離質譜聯用是實現復雜樣品中痕量化合物直接、快速、靈敏、準確分析的一個有效途徑。
測試所（中廣測）新技術實驗室超微量分析研究團隊開發了一種基于共價框架材料（COFs）的新型固相微萃取探針，并與常壓敞開式電離質譜聯用，實現了復雜環境和生物介質中痕量PFASs的快速、靈敏、準確分析。研究設計了一例對PFASs具有高選擇性富集能力的COFs材料，并開發了一種簡單溫和的制備方法，高產率得到高結晶度的目標材料。該COFs材料為2,3,5,6-四氟對二苯甲醛和2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪以亞胺鍵為鏈接的重復結構單元，通過孔道尺寸選擇效應、疏水相互作用、氟-氟相互作用、靜電相互作用和氫鍵作用對PFASs產生高選擇性吸附作用。然后，將該COFs材料用于制作一種新型的生物相容性SPME探針，所制得探針對PFASs具有高選擇性和高富集能力，可對復雜環境和生物介質中的痕量PFASs進行直接采樣和萃取。萃取后SPME探針與常壓敞開式納升電噴霧質譜聯用直接進行分析，具有極高靈敏度，實現了復雜環境和生物介質中痕量PFASs的直接、快速、靈敏、準確分析（圖1）。該研究工作為復雜體系中痕量環境污染物的快速分析和監測提供了新的研究思路，具有重要的科學價值和應用前景。
圖1 COFs-SPME探針與敞開式納升電噴霧質譜聯用分析復雜環境和生物樣品中痕量PFASs示意圖
相關研究成果“Covalent organic frameworks-based solid-phase microextraction probe for rapid and ultrasensitive analysis of trace per- and polyfluoroalkyl substances using mass spectrometry”刊登在分析化學領域國際知名期刊《Analytical?Chemistry》上。測試所（中廣測）侯雅君博士為論文的第一作者，楊運云研究員為論文的通訊作者。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.0c01829。
