本项目提出了纳米管限进介质固相萃取吸附剂的新概念。利用模板法合成适当长度和管径的硅胶和金纳米管,并以自组装及其他化学方法对纳米管内外表面进行修饰,使纳米管内、外表面分别具有合适的亲水性和疏水性,并且该亲、疏水性可以通过溶液酸度等条件进行控制。这样的纳米管既具良好的生物相容性和限进介质固相萃取吸附剂的性质,能直接萃取生物和环境样品中的小分子药物和有毒污染物,又不至于发生样品中蛋白质、DNA及腐植酸等大分子物质在萃取剂表面的变性吸附,而且还可以对生物及环境样品中的药物和有毒污染物进行直接萃取。该课题的完成将为生物及环境分析提供一种全新的萃取技术,并将在生命科学、环境科学、药物动力学和毒理学的研究中发挥重要作用,是一项具有重要学术价值和应用前景的原创性研究。
合成了内壁分别修饰有C18、C8、苯基和胺丙基等不同官能团的硅胶纳米管,比较了它们的吸附性能,四种吸附剂均具有快的萃取速度,其对双酚A和辛基酚的吸附能力大小顺序为苯基吸附剂>C18吸附剂>C8吸附剂>氨基吸附剂;不同极性化合物的保留能力有很大差别,其中C18硅胶纳米管对辛基酚的保留能力强于双酚A,对非极性的辛基酚的吸附能力约为苯甲酸和磺胺二甲嘧啶的10倍;控制合成的硅沉积时间,可以控制纳米管的内径,进而控制吸附速度,也在某种程度上影响吸附量,因此可赋予纳米管吸附剂对目标化合物的分子尺寸选择性。合成了钛酸纳米管,研究了其吸附萃取性能,发现对无机砷、DNA有优异的吸附萃取性能。合成了两种表面修饰的核壳式磁性纳米Fe3O4@Au颗粒,发现合适的端头官能团修饰可以赋予该材料在某些条件下对某些化合物的电荷选择性吸附萃取性能。比较了单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨化碳黑和C18硅胶等对某些极性较大的化合物的萃取表现,发现碳纳米管具有优于或不差于C18硅胶和石墨化碳黑的萃取表现。研制了萃取速度快和富集倍数高的单壁碳纳米管固相萃取盘,该萃取盘特别适合于大体积环境水样的萃取富集。