以复合磁性纳米材料为萃取剂结合MALDI-TOF-MS快速分析检测有机污染物
批准号:
21477140
项目类别:
面上项目
资助金额:
90.0 万元
负责人:
牛红云
依托单位:
学科分类:
B0602.环境分析化学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐琳、曾滔、刘楠楠、王赛花、刘双柳
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中文摘要
项目旨在合成多种可同时作为固相萃取吸附剂和MALDI基质的复合磁性纳米材料,探讨其在环境或生物样品中快速萃取富集有机污染物并直接用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)检测中的应用。采用共沉淀、热分解、溶胶-凝胶等方法制备出表面积大、粒径均一、分散性和生物相容性好的具有核/壳式或包埋式结构的聚合物或亲水性碳包覆的、负载纳米金/银/铂的和磁性碳纳米管、石墨烯或富勒烯等复合磁性纳米材料吸附剂。考察吸附剂对有机污染物的萃取能力和辅助激光诱导解析和离子化的性能,建立环境或生物样品中有机污染物的高效萃取富集方法,与MALDI-TOF-MS检测技术联用,实现对复杂基体样品中微量污染物的高效、灵敏、快速分析。项目创造性地将纳米材料、磁性分离、固相萃取技术和MALDI-TOF-MS分析检测技术结合为一体,简化了样品前处理方法,减少了目标物的损耗,缩短了目标污染物分析检测的分析时间。
英文摘要
This project focuses on the synthesis of various kinds of magnetic nanocomposites, which can serve both as solid-phase extraction adsorbents (SPE) and MALDI matrix, and their application in extracting organic contaminants from environmental or biological samples rapidly and measuring directly using matrix-assisted laser desorption/ionization-time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). Core/shell structured or embedded polymers or hydrophilic carbon with low degree of graphitization coated magnetic nanocomposites, gold/silver/platinum nanoparticles loaded magnetic nanomaterials and magnetic carbon nanotubes, graphene, or fullerene composites are synthesized through coprecipitation, thermal decomposition, and sol-gel methods. These magnetic nanocomposites have large surface areas, uniform particle size and good dispersion and biocompatibility. The extraction performance of the prepared magnetic nanocomposites to organic contaminants and enhanced desorption/ionization efficiency of targets under the action of laser pulses on these nanocomposites are investigated and an efficient magnetic SPE method will be established to achieve the efficient, sensitive and rapid analysis of trace contaminants in environmental or biological samples in conjunction with MALDI-TOF-MS detection technology. In this project, novel sample pretreatment and detection method is established through creative combination of nanomaterials, magnetic separation, SPE technology and MALDI-TOF-MS detection technique, which simplifies the sample pretreatment method, decreases targets loss and shortens the analytical time.
按照项目研究计划,制备了氮硫掺杂的碳量子点、金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)材料,以这些材料为MALDI基质,采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)来检测水样中的多环芳烃、全氟化合物、卤代阻燃剂、有机氯农药、内分泌干扰物等有机污染物。利用MOFs和COFs比表面积大、吸附能力强的特点,建立了固相萃取(SPE)- MALDI-TOF MS相结合快速分析水体样品中有机污染物的方法。其中,负载纳米金颗粒的锆基质金属有机框架(Zr-MOFs)复合材料由于纳米金颗粒优越的基质辅助解吸/离子化功能和MOFs的强吸附能力,可以实现水样中全氟化合物、卤代阻燃剂、有机氯农药、内分泌干扰物的同时识别和检测;而基于共价有机框架材料LZU-1的SPE-MALDI-TOF MS方法可以更灵敏地检测水样中的全氟化合物,其中PFOS的检测限可达到亚ppt级。为了更加便利、快速地检测水样中的有机污染物,通过层层组装技术,将兼具MALDI基质功能和吸附性能的纳米金颗粒和聚多巴胺负载到聚偏氟乙烯膜上。该膜片具有类pH试纸功能,将其浸入到水中,使污染物富集在表面;取出晾干后即可进行MALDI-TOF MS检测,进而可以快速“指示”样品中有机污染物的存在。以MALDI为离子源和调节电喷雾离子源碰撞池的离子累积时间,利用傅立叶转换电子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)对天然有机质的成分进行了全面鉴定。这些研究成果发表SCI论文16篇,申请国家发明专利两项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Investigation of the interaction modes between nonpolar organic pollutants with ionizable functional groups and natural organic matter via AuNP-based colorimetric assays
通过基于 AuNP 的比色测定研究具有可电离官能团的非极性有机污染物与天然有机物之间的相互作用模式
DOI:10.1039/c5cc06415e
发表时间:2015
期刊:Chemical Communications
影响因子:4.9
作者:Niu Hongyun;Wang Saihua;Tan Yixin;Cai Yaqi
通讯作者:Cai Yaqi
Simultaneous and direct analysis of multiple types of organic contaminants in water based on a MOF decorated with a suitable quantity of Au nanoparticles, using SALDI-TOF MS
使用 SALDI-TOF MS,基于装饰有适量 Au 纳米颗粒的 MOF,同时直接分析水中多种类型的有机污染物
DOI:10.1039/c6ra19635g
发表时间:2016-10
期刊:RSC Advances
影响因子:3.9
作者:Niu Hongyun;Wang Saihua;Tan Yixin;Song Xiaowei;Cai Yaqi
通讯作者:Cai Yaqi
DOI:10.1016/j.jallcom.2017.11.301
发表时间:2018-02
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Shipeng Yang;Chunhui Zhang;Yaqi Cai;Xuwen He;Hongyun Niu
通讯作者:Shipeng Yang;Chunhui Zhang;Yaqi Cai;Xuwen He;Hongyun Niu
Stable hierarchical microspheres of 1D Fe-gallic acid MOFs for fast and efficient Cr(VI) elimination by a combination of reduction, metal substitution and coprecipitation
一维铁没食子酸 MOF 的稳定分级微球,通过还原、金属取代和共沉淀相结合,快速有效地消除 Cr(VI)
DOI:10.1039/c7ta04006g
发表时间:2017
期刊:Journal of Materials Chemistry A
影响因子:11.9
作者:Niu Hongyun;Zheng Yang;Wang Saihua;He Sijing;Cai Yaqi
通讯作者:Cai Yaqi
Continuous generation of hydroxyl radicals for highly efficient elimination of chlorophenols and phenols catalyzed by heterogeneous Fenton-like catalysts yolk/shell Pd@Fe3O4@metal organic frameworks
非均相类芬顿催化剂蛋黄/壳Pd@Fe3O4@金属有机框架催化连续产生羟基自由基高效消除氯酚和苯酚
DOI:10.1016/j.jhazmat.2017.12.027
发表时间:2018-03-15
期刊:JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
影响因子:13.6
作者:Niu, Hongyun;Zheng, Yang;Cai, Yaqi
通讯作者:Cai, Yaqi
基于纳米零价铁复合材料的全氟和多氟化合物去除研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:牛红云
- 依托单位:
功能化介孔复合金属有机框架的制备及其对有机污染物的富集、分析检测
- 批准号:21777169
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:牛红云
- 依托单位:
基于多巴胺及其衍生物的新型磁性纳米固相萃取剂的制备及其在环境分析中的应用
- 批准号:21277002
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:牛红云
- 依托单位:
具有亲水/疏水复合功能的钛酸纳米管固相萃取研究及其在环境分析中的应用
- 批准号:20907061
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:牛红云
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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