磁性共价有机框架磁固相萃取技术用于水体基质中6PPD及其醌类衍痕量检测新方法

《Talanta》：Covalent organic frameworks-derived magnetic solid phase extraction approach for enrichment and trace detection of 6PPD and 6PPD-quinone in aqueous matrices

　　本文开发了硝基功能化磁性共价有机框架材料（Fe3O4@TpPa-NO2），通过磁固相萃取（MSPE）与超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）联用，实现了环境水体和人体尿液中橡胶抗氧化剂6PPD及其毒性转化产物6PPD-Q的高灵敏度检测（LOD达0.004–0.005 μg L?1），为轮胎衍生污染物的精准监测提供了新技术平台。

　　

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Chemicals and reagents

实验所用标准品N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺（6PPD，纯度≥95%）和其氧化产物6PPD-醌（6PPD-Q，纯度≥99%）分别购自北京J&K化学有限公司和美国CATO研究化学品公司。其他试剂包括正硅酸四乙酯（TEOS）、3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、氨水、1,3,5-三甲酰间苯三酚（Tp）和均三甲苯等均采用色谱纯或分析纯级别。

Characterization of MSPE adsorbent (Fe₃O₄@TpPa-NO₂)

通过扫描电镜（SEM）观察发现，Fe₃O₄@TpPa-NO₂复合材料呈现出规整的核壳球形结构（图2a-iii），比表面积高达448.5 m²/g（图3b），这种多孔结构为分析物提供了丰富的吸附位点。振动样品磁强计（VSM）分析显示材料具备超顺磁性（饱和磁化强度28.6 emu/g），可实现30秒内快速磁分离！傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）谱图（图2c-d）成功验证了硝基功能化共价有机框架壳层的构建，其特有的π共轭体系和硝基官能团可通过π-π堆叠和氢键协同作用高效富集目标物。

Conclusions

本研究巧妙设计了一种核壳结构磁性共价有机框架材料（Fe₃O₄@TpPa-NO₂），其特有的硝基功能化孔道结构就像"分子磁铁"般精准捕获水体和尿液中的6PPD/6PPD-Q。优化后的MSPE方法展现出卓越的灵敏度（检测限低至纳克级）、宽线性范围（R² ≥ 0.9942）和稳定的回收率（70.2–112.0%），为环境与健康风险监测提供了强大技术支撑！