《Advances in Sample Preparation》：Hydrophobic and aromatic polymer nanofibers for a spin-filter micro solid phase extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons in river water
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本研究针对环境水体中痕量多环芳烃（PAHs）检测存在的预处理步骤繁琐、耗时长等问题，开发了基于熔喷聚己内酯（PCL）和聚苯硫醚（PPS）纳米纤维的旋滤微固相萃取（spin-filter μSPE）新方法。通过优化离心速度、洗脱溶剂等参数，实现了PAHs在30秒内的高效富集，回收率达57%–139%，检测限低至0.009–0.27 μg L?1。该方法兼具快速、高通量（并行处理48样本）和绿色环保（AGREEprep评分0.64）优势，为环境水样中疏水性污染物的监测提供了实用技术支撑。
多环芳烃（PAHs）作为一类具有致癌、致突变性的持久性有机污染物，广泛存在于水体环境中，尤其源于化石燃料燃烧和工业排放。由于PAHs在水中的溶解度极低且常以痕量形式存在，其可靠检测面临巨大挑战。传统固相萃取（SPE）方法虽灵敏度较高，但通常需要大量吸附剂、多步操作和较长提取时间，限制了其在常规监测中的应用。因此，开发快速、高效且环保的微型化萃取技术成为当前环境分析领域的研究热点。
本研究首次将熔喷法制备的聚合物纳米纤维与旋滤微固相萃取（spin-filter μSPE）平台相结合，用于河水中8种典型PAHs的快速富集。通过系统比较聚己内酯（PCL）、聚苯硫醚（PPS）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚酰胺6（PA6）、聚酰胺11（PA11）、聚酰亚胺（PI）以及聚羟基丁酸酯/聚丙烯（PHB/PP）共混物等七种纳米纤维的萃取性能，发现PCL凭借其长脂肪链结构通过疏水相互作用对多数PAHs表现出强保留能力；而PPS则因富含芳香环，可通过π–π堆叠作用高效捕获高环数PAHs。优化后的方法仅需30秒即可完成活化、萃取和洗脱全过程，显著提升了检测效率。
关键技术方法
研究采用熔喷（MB）和交流电纺丝（AC）技术制备纳米纤维碟片（直径7.28 mm，厚度约3 mm），装载于离心旋滤装置中。通过优化离心速度（4000 rpm）、洗脱溶剂（乙腈）及体积（300 μL），实现PAHs的高效富集。萃取后的样品经超高效液相色谱-荧光检测器（UHPLC-FD）分析，采用Ascentis Express AQ-C18色谱柱，以乙腈-水为流动相进行梯度洗脱，并通过波长切换程序提升检测灵敏度。
3.1 聚合物纳米纤维的选择
通过热图分析（图4）比较不同聚合物对PAHs的回收率，发现PCL和PPS分别为脂肪族和芳香族聚合物中性能最优的材料。PCL因其疏松的纤维结构有利于溶剂渗透和 analyte 扩散，而PPS凭借芳香环密度高，对DahA、BghiP等高环PAHs的回收率显著提升。
3.2 分析物相互作用机制
与前期研究对比表明，PCL对多种疏水性化合物均具有广谱亲和性；而PPS和PBT等芳香聚合物通过π–π堆叠作用对平面型多环PAHs表现出特异性强吸附，其作用强度随芳环数量增加而增强。
3.3 参数优化
离心速度实验显示，4000 rpm为最佳条件，过高转速会降低回收率；乙腈作为洗脱溶剂优于甲醇，尤其对高疏水性PAHs洗脱效率更高；300 μL洗脱体积在保证富集因子（约2倍）的同时实现近乎完全的 analyte 解吸。
3.4 分析性能验证
在加标河水中，PCL和PPS的线性范围为0.1–5 μg L?1（R2≥ 0.98），检测限分别为0.009–0.14 μg L?1和0.012–0.27 μg L?1。PCL的重复性更优（RSD 1.1%–9.5%），而PPS对高环PAHs的富集因子更高（达2.8倍）。基质效应实验表明方法适用于实际水样分析。
3.5 与其他方法对比
相较于传统SPE、移液枪头固相微萃取（PT-SPME）等方法，本方法在吸附剂用量（25 mg）、处理时间（30秒）和通量（并行48样本）方面具有明显优势，且AGREEprep绿色度评分（0.64）显示其环境友好性。
结论与意义
该研究成功开发了一种基于聚合物纳米纤维的旋滤微固相萃取技术，通过互补的疏水（PCL）和π–π相互作用（PPS）实现了PAHs的高效萃取。方法兼具快速、低耗、高通量特点，为环境水体中痕量疏水性污染物的监测提供了新颖解决方案，同时凸显了纳米纤维材料在绿色分析化学中的应用潜力。
