本發(fā)明涉及樣品前處理，具體為一種基于固相微萃取的原位快速測定方法。

背景技術(shù)：

1、固相微萃取spme作為一種非破壞性、高效的前處理技術(shù)，已在環(huán)境監(jiān)測、食品安全、醫(yī)藥分析的多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，它通過在纖維表面的吸附劑捕獲和濃縮樣品中的分析物，大大簡化了樣品前處理過程，減少了有機溶劑的使用，體現(xiàn)了綠色化學的原則，然而，對于一些極性較高、分子量較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機污染物，傳統(tǒng)的spme技術(shù)可能會遇到萃取效率低、分析物回收率不佳的問題，尤其是在現(xiàn)場快速檢測時，這些問題更為突出。

2、然而，傳統(tǒng)的固相微萃取技術(shù)在處理某些難揮發(fā)和化學性質(zhì)穩(wěn)定的有機污染物時，其萃取效率并不理想，這些污染物因其低水溶性和高揮發(fā)性而在樣品中難以被有效萃取，且主要依賴于目標物的物理吸附，對于某些化學鍵合和較大分子的污染物，其萃取效率受限，其次，常規(guī)的萃取條件和材料無法充分激發(fā)這些污染物的反應(yīng)活性，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化和分解的程度較低，進而影響了后續(xù)的檢測準確性。

3、綜上所述，盡管spme技術(shù)在有機污染物檢測中發(fā)揮著重要作用，但在處理難降解和易揮發(fā)污染物時存在明顯不足，因此，開發(fā)一種能夠克服傳統(tǒng)spme技術(shù)在處理復(fù)雜有機污染物時的局限性，并充分利用光催化技術(shù)優(yōu)勢的新型檢測方法顯得尤為迫切。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于固相微萃取的原位快速測定方法，它能夠通過在spme纖維涂層中引入光催化材料，在光照條件下，光催化材料能夠促進目標有機污染物的分解和轉(zhuǎn)化，這種分解和轉(zhuǎn)化過程生成的中間產(chǎn)物往往更加易揮發(fā)，更容易被spme涂層吸附，從而顯著提高了目標污染物的萃取效率。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供如下技術(shù)方案：一種基于固相微萃取的原位快速測定方法，該測定方法包括以下步驟：

3、s100，光催化材料的選擇：光催化材料優(yōu)選為二氧化鈦，因其高光催化活性對多種有機污染物具有分解能力，在紫外光照射下能產(chǎn)生強氧化性的羥基自由基，進而促使污染物礦化；

4、s200，光催化萃取準備：設(shè)計并準備光源、樣品池、spme裝置和檢測儀器的原位快速測定方法設(shè)備，樣品池內(nèi)應(yīng)設(shè)有攪拌裝置，以促進樣品中有機污染物的擴散和反應(yīng)；

5、s300，spme涂層的制備：通過溶膠-凝膠法、水熱法和物理吸附法的多種途徑制備成薄膜和顆粒形式，然后涂覆到spme纖維上，經(jīng)過干燥和熱處理步驟，形成牢固的涂層；

6、s400，光催化反應(yīng)的實施：在spme過程中，探針浸入待測樣品后，通過外部光源紫外燈進行照射，激發(fā)產(chǎn)生電荷載體，進而引發(fā)光催化反應(yīng)，使分析物的分解和轉(zhuǎn)化為更易揮發(fā)的中間產(chǎn)物，從而使其在涂層中高效吸附；

7、s500，萃取效率的優(yōu)化：對光催化spme過程中的關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化，包括光照強度、照射時間、ph值、溫度，以及通過摻雜、表面修飾的手段對進行改性處理，以實現(xiàn)最佳的萃取效率和分析物的回收率；

8、s600，精確分析測定：完成原位萃取操作后，將承載著分析物的萃取頭準確地插入分析儀器氣相色譜儀中進行精確的分析測定，在分析測定過程中，嚴格控制儀器的工作參數(shù)，即色譜柱溫度、載氣流量、進樣量，以獲取準確、可靠的分析結(jié)果。

9、進一步地，所述s100光催化材料還包括但不限于氧化鋅、硫化鎘，并選用高純度、低吸附性的石英和不銹鋼纖維作為基底，根據(jù)光催化材料，對spme纖維進行預(yù)處理，即清洗、活化，通過靜電吸引將光催化材料固定在spme纖維表面，去除表面雜質(zhì)和水分，以增加表面活性位點。

10、更進一步地，所述s300在spme涂層的制備過程中通過溶膠-凝膠法、水熱法和物理吸附法的多種途徑制備成薄膜和顆粒形式，其不同方法的制備過程為：

11、所述溶膠-凝膠法將納米顆粒分散于溶劑中，加入適量的穩(wěn)定劑和交聯(lián)劑，通過攪拌形成均勻的溶膠，將預(yù)處理好的spme纖維浸入溶膠中，通過提拉、旋轉(zhuǎn)使溶膠均勻附著在纖維表面，經(jīng)過干燥和熱處理步驟，形成牢固的涂層；

12、所述水熱法在高溫高壓條件下，將前驅(qū)體與spme纖維共同置于水熱反應(yīng)釜中，通過水解和縮聚反應(yīng)直接在纖維表面生長出納米顆粒；

13、所述物理吸附法利用靜電吸附，將納米顆粒直接沉積在spme纖維表面。

14、更進一步地，所述s300在spme涂層制備過程中，將納米顆粒與溶膠-凝膠材料按照特定的質(zhì)量比1:5進行混合，利用攪拌裝置在一定的溫度50℃和攪拌速度500轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌一定時間2小時，使兩者充分混合均勻，使用微量注射器將混合物緩慢、均勻地涂覆在經(jīng)過預(yù)處理的石英纖維表面，并將涂覆后的石英纖維放入恒溫箱中，在120℃下固化2小時，從而得到性能穩(wěn)定的光催化spme涂層。

15、更進一步地，所述s400光催化反應(yīng)的實施具體步驟為：

16、s401，將制備好的光催化spme涂層安裝于spme裝置上，并將其置于樣品池中的適當位置；

17、s402，向樣品池中注入待測樣品，并開啟攪拌裝置使樣品均勻混合；

18、s403，打開光源，對樣品進行光照處理，同時，根據(jù)實驗需求設(shè)定光照時間和光照強度；

19、s404，在光照過程中，光催化spme涂層中的納米顆粒催化樣品中的有機污染物發(fā)生分解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)，spme涂層對反應(yīng)產(chǎn)物進行萃取并富集在涂層表面；

20、s405，經(jīng)過一定時間的萃取后，關(guān)閉光源和攪拌裝置，將光催化spme涂層從樣品中取出，并進行后續(xù)的分析檢測步驟，對涂層上的目標物進行分析和定量測定。

21、更進一步地，所述s403還包括對于水樣中的有機污染物，將萃取頭垂直插入水樣中，使其浸沒至合適的深度，利用功率為100瓦的紫外燈作為光源，調(diào)整光源與樣品的距離，使樣品表面的光照強度達到50毫瓦/平方厘米，在這樣的光照條件下，進行30分鐘的萃取，以確保分析物充分地被光催化反應(yīng)分解和轉(zhuǎn)化，并被spme涂層有效地吸附和萃取。

22、更進一步地，所述s600精確分析測定的具體步驟為：

23、s601，樣品轉(zhuǎn)移：在完成原位萃取操作后，將承載著分析物的spme涂層萃取頭從樣品池中取出，并轉(zhuǎn)移到氣相色譜儀中；

24、s602，儀器設(shè)置：根據(jù)待測分析物的性質(zhì)，設(shè)置氣相色譜儀的工作參數(shù)，包括色譜柱的選擇和溫度設(shè)置、載氣流量的調(diào)節(jié)、進樣量的確定，使儀器處于最佳工作狀態(tài)；

25、s603，分析測定：將spme涂層插入氣相色譜儀的進樣口，進行熱解吸和溶劑解吸的操作，將吸附在涂層上的分析物釋放到色譜柱中，通過色譜柱的分離和檢測器的檢測，獲得分析物的色譜圖和相關(guān)數(shù)據(jù)；

26、s604，數(shù)據(jù)處理：對獲得的色譜圖和數(shù)據(jù)進行處理和分析，以確定待測分析物的種類、濃度和其他相關(guān)信息，包括峰面積的積分、保留時間的確定、定性分析和定量分析的步驟，根據(jù)實驗結(jié)果得出準確的結(jié)論和報告。

27、更進一步地，所述s600將完成萃取的萃取頭插入配備有氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀中，色譜柱選用耐高溫、分離性能優(yōu)越的毛細管柱，柱溫初始設(shè)定為50℃，保持2分鐘，然后以10℃/分鐘的升溫速率升至250℃，保持10分鐘，載氣選用高純氮氣，流速設(shè)定為1.0毫升/分鐘，進樣口溫度設(shè)定為250℃，分流比為10:1，進樣量為1微升，通過對色譜圖的分析和數(shù)據(jù)處理，準確測定分析物的含量。

28、更進一步地，所述s500萃取效率優(yōu)化對光催化spme過程中的關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化，包括；

29、光催化材料改性：通過摻雜、表面修飾和手段對進行改性處理，使其增強光催化活性和選擇性，即摻雜金屬離子拓寬的光吸收范圍并增強其光催化性能；

30、光源優(yōu)化：根據(jù)目標污染物的特性和的吸收光譜選擇光源類型和波長范圍，同時調(diào)整光源的強度和照射方式以優(yōu)化光催化反應(yīng)速率和萃取效率。

31、更進一步地，所述s500還包括：

32、照射時間優(yōu)化：改變光催化反應(yīng)的時間，觀察其對萃取效果的作用，確定最佳的光照時間，以平衡萃取效率和分析物的分解程度；

33、萃取條件調(diào)控：通過調(diào)整樣品溫度、ph值和攪拌速率的萃取條件來優(yōu)化光催化spme的萃取性能，即提高樣品溫度加速有機污染物的擴散和反應(yīng)速率，調(diào)節(jié)ph值改變有機污染物的存在形態(tài)和反應(yīng)活性。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，該一種基于固相微萃取的原位快速測定方法具備如下有益效果：

35、一、本發(fā)明通過將光催化材料引入spme涂層，并在萃取過程中利用光催化反應(yīng)促進分析物的分解和轉(zhuǎn)化，使得原本難以直接萃取或吸附的難降解、易揮發(fā)有機污染物能夠被更有效地分解為更易揮發(fā)的中間產(chǎn)物，進而被spme涂層高效吸附，這種光催化輔助的萃取機制顯著提高了目標物的萃取效率，使得在相同條件下能夠檢測到更高濃度的目標物。

36、二、本發(fā)明由于光催化固相微萃取技術(shù)提高了萃取效率，使得單位體積樣品中目標污染物的富集程度顯著提升，更高的富集程度意味著分析物的濃度相對更高，這直接增強了后續(xù)檢測的靈敏度，在氣相色譜分析儀器中，即使是非常微量的污染物也能被準確檢測出來，這對于低濃度污染物的監(jiān)測和環(huán)境質(zhì)量評估至關(guān)重要。

37、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。