注册 English

固相微萃取与质谱联用技术在环境检测中的应用

侯思维 ,  牛雅新 ,  张广录 ,  杨燕美 ,  王栩 ,  陈蓁蓁

downloadPDF
引用本文: 侯思维, 牛雅新, 张广录, 杨燕美, 王栩, 陈蓁蓁. 固相微萃取与质谱联用技术在环境检测中的应用[J]. 大学化学, 2026, 41(3): 297-306. doi: 10.12461/PKU.DXHX202504078 shu
Citation:  Siwei Hou,  Yaxin Niu,  Guanglu Zhang,  Yanmei Yang,  Xu Wang,  Zhenzhen Chen. Application of Solid-Phase Microextraction and Mass Spectrometry in Environmental Detection[J]. University Chemistry, 2026, 41(3): 297-306. doi: 10.12461/PKU.DXHX202504078 shu

固相微萃取与质谱联用技术在环境检测中的应用

  • 1.

    山东师范大学化学化工与材料科学学院, 分子与纳米探针教育部重点实验室, 济南 250014;

  • 2.

    山东大学附属儿童医院(济南市儿童医院), 济南 250022

    • 通讯作者: 陈蓁蓁,E-mail:zzchen@sdnu.edu.cn
  • 基金项目:

    山东省自然科学基金项目(ZR2024MB152)，山东省本科教学改革研究重点项目(Z2023098)

摘要: 固相微萃取(SPME)是一种集萃取、浓缩、解吸和进样于一体的样品前处理技术，具有操作简单、成本低廉、效率高和溶剂消耗少等显著优点。自20世纪90年代加拿大滑铁卢大学的Belardi和Pawliszyn首次提出以来，SPME技术已成为环境分析领域的重要工具。SPME技术与质谱(MS)技术的联用，能够有效检测和定量分析环境污染物，为环境污染物的分析提供了强有力的工具。本文综述了SPME-MS联用技术(SPME-GC-MS、SPME-LC/HPLC-MS、SPME-AMS)在环境分析中的应用进展，阐述了SPME技术的基本原理，介绍了萃取方式和涂层材料，并说明了这三种联用方式及其在环境方面的应用实例，最后，对该技术的未来发展方向进行了展望。

English

    1. [1]

      Tintrop, L. K.; Salemi, A.; Jochmann, M. A.; Engewald, W. R.; Schmidt, T. C. Anal. Chim. Acta. 2023, 1271, 341468.Tintrop, L. K.; Salemi, A.; Jochmann, M. A.; Engewald, W. R.; Schmidt, T. C. Anal. Chim. Acta. 2023, 1271, 341468.

    2. [2]

      Arthyr, C. L.; Pawliszyn, J. Anal. Chem. 1990, 62 (19), 2145.Arthyr, C. L.; Pawliszyn, J. Anal. Chem. 1990, 62 (19), 2145.

    3. [3]

      Belardi, R. P.; Pawliszyn, J. Water Qual. Res. J. Can. 1989, 24, 179.Belardi, R. P.; Pawliszyn, J. Water Qual. Res. J. Can. 1989, 24, 179.

    4. [4]

      Du, X.-H.; Lu, M.; Lan, H.-Z.; Cai, Z.-D.; Pan, D.-D.; Wu, Y.-C. J. Food Compos. Anal. 2024, 127, 105977.Du, X.-H.; Lu, M.; Lan, H.-Z.; Cai, Z.-D.; Pan, D.-D.; Wu, Y.-C. J. Food Compos. Anal. 2024, 127, 105977.

    5. [5]

      Ilipronti, T.; Campos, S. D.; Muller, C. C.; Campos, É. A. J. Pharm. Biomed. Anal. 2019, 174, 644.Ilipronti, T.; Campos, S. D.; Muller, C. C.; Campos, É. A. J. Pharm. Biomed. Anal. 2019, 174, 644.

    6. [6]

      Da Silva, L. F.; Vargas Medina, D. A.; Lancas, F. M. Talanta 2021, 221, 121608.Da Silva, L. F.; Vargas Medina, D. A.; Lancas, F. M. Talanta 2021, 221, 121608.

    7. [7]

      Hernandez-Gonzalez, H.; Rodriguez, J. A.; Ibarra, I. S.; Paez-Hernandez, M. E.; Islas, G. Anal. Lett. 2024, 57 (6), 965.Hernandez-Gonzalez, H.; Rodriguez, J. A.; Ibarra, I. S.; Paez-Hernandez, M. E.; Islas, G. Anal. Lett. 2024, 57 (6), 965.

    8. [8]

      Nazdrajic, E.; Murtada, K.; Rickert, D. A.; Pawliszyn, J. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2023, 34 (6), 1006.Nazdrajic, E.; Murtada, K.; Rickert, D. A.; Pawliszyn, J. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2023, 34 (6), 1006.

    9. [9]

      Zhou, W.; Wieczorek, N. M.; Javanmardi, H.; Pawliszyn, J. Trends Anal. Chem. 2023, 166, 117167.Zhou, W.; Wieczorek, N. M.; Javanmardi, H.; Pawliszyn, J. Trends Anal. Chem. 2023, 166, 117167.

    10. [10]

      Carasek, E.; Mores, L.; Merib, J. Trends Environ. Anal. Chem. 2018, 19, e0060.Carasek, E.; Mores, L.; Merib, J. Trends Environ. Anal. Chem. 2018, 19, e0060.

    11. [11]

      Lancioni, C.; Castells, C.; Candal, R.; Tascon, M. Adv. Sample Prep. 2022, 3, 100035.Lancioni, C.; Castells, C.; Candal, R.; Tascon, M. Adv. Sample Prep. 2022, 3, 100035.

    12. [12]

      Krumplewski, W.; Rykowska, I. Molecules 2024, 29, 5025.Krumplewski, W.; Rykowska, I. Molecules 2024, 29, 5025.

    13. [13]

      Costa Queiroz, M. E.; Souza, I. D.; Marchioni, C. Trends Anal. Chem. 2019, 111, 261.Costa Queiroz, M. E.; Souza, I. D.; Marchioni, C. Trends Anal. Chem. 2019, 111, 261.

    14. [14]

      Alshehri, A. A.; Hammami, B.; Alshehri, M. M.; Aouak, T.; Hakami, R. A.; Badjah Hadj Ahmed, A. Y. Molecules 2024, 29, 2628.Alshehri, A. A.; Hammami, B.; Alshehri, M. M.; Aouak, T.; Hakami, R. A.; Badjah Hadj Ahmed, A. Y. Molecules 2024, 29, 2628.

    15. [15]

      Chowdhury, K. H.; Ghiasvand, A.; Trevor, W. L.; Pavel, N. N.; Paull, B. Anal. Chim. Acta. 2020, 1139, 222.Chowdhury, K. H.; Ghiasvand, A.; Trevor, W. L.; Pavel, N. N.; Paull, B. Anal. Chim. Acta. 2020, 1139, 222.

    16. [16]

      Wang, Y.-X.; He, M.; Chen, B.-B.; Cao, H.-M.; Liang, Y.; Hu, B. Food Chem. 2022, 397, 133785.Wang, Y.-X.; He, M.; Chen, B.-B.; Cao, H.-M.; Liang, Y.; Hu, B. Food Chem. 2022, 397, 133785.

    17. [17]

      Elizarragaz-LA, R. D.; Guzman-Mar, J. L.; Salas-Espinosa, E. A.; Heras-Ramirez, M. E.; Hinojosa-Reyes, L.; Gaspar-Ramirez, O.; Ruiz, E. J. Water Air Soil Pollut. 2022, 233, 76.Elizarragaz-LA, R. D.; Guzman-Mar, J. L.; Salas-Espinosa, E. A.; Heras-Ramirez, M. E.; Hinojosa-Reyes, L.; Gaspar-Ramirez, O.; Ruiz, E. J. Water Air Soil Pollut. 2022, 233, 76.

    18. [18]

      Akbari, E.; Ghisasvand, A.; Dalvand, K. Microchem. J. 2020, 158 (19), 105201.Akbari, E.; Ghisasvand, A.; Dalvand, K. Microchem. J. 2020, 158 (19), 105201.

    19. [19]

      Mo, Z.; Pang, Y.; Yu, L.; Shen, X. Food Chem. 2021, 359, 129816.Mo, Z.; Pang, Y.; Yu, L.; Shen, X. Food Chem. 2021, 359, 129816.

    20. [20]

      Ma, Y.-J.; Zhang, L.; Zhu, B.-W.; Du, M.; Xu, X.-B. Talanta 2024, 270, 125573.Ma, Y.-J.; Zhang, L.; Zhu, B.-W.; Du, M.; Xu, X.-B. Talanta 2024, 270, 125573.

    21. [21]

      Santos, R. R.; Orlando, R. M.; Cardeal, Z. L.; Menezes, H. C. Food Control 2021, 126, 108104.Santos, R. R.; Orlando, R. M.; Cardeal, Z. L.; Menezes, H. C. Food Control 2021, 126, 108104.

    22. [22]

      Zhang, X.-Y.; Wang, L.-Y.; Quinto, M.; Jin, X.-Z.; Zou, Y.-L.; Ge, J.-H.; Liu, H.-W.; Li, D.-H. Anal. Chim. Acta 2024, 1307, 342624.Zhang, X.-Y.; Wang, L.-Y.; Quinto, M.; Jin, X.-Z.; Zou, Y.-L.; Ge, J.-H.; Liu, H.-W.; Li, D.-H. Anal. Chim. Acta 2024, 1307, 342624.

    23. [23]

      Wang, B.; Xu, S.-J.; Li, W.-X.; Liu, Y.-W.; Li, Z.-W.; Ma, L.; Xu, X.; Chen, D. Talanta 2024, 271, 125706.Wang, B.; Xu, S.-J.; Li, W.-X.; Liu, Y.-W.; Li, Z.-W.; Ma, L.; Xu, X.; Chen, D. Talanta 2024, 271, 125706.

    24. [24]

      Parvizi, F.; Parvareh, A.; Heydari, R. Microchem. J. 2022, 181, 107752.Parvizi, F.; Parvareh, A.; Heydari, R. Microchem. J. 2022, 181, 107752.

    25. [25]

      Zhang, M.; Shang, R.-N.; Hong, Z.-Y.; Zhang, H.; Yu, K.; Kan, G. F.; Xiong, H.-X.; Song, D.-Q.; Jiang, Y.-X.; Jiang, J. J. Hazard. Mater. 2024, 469, 134039.Zhang, M.; Shang, R.-N.; Hong, Z.-Y.; Zhang, H.; Yu, K.; Kan, G. F.; Xiong, H.-X.; Song, D.-Q.; Jiang, Y.-X.; Jiang, J. J. Hazard. Mater. 2024, 469, 134039.

    26. [26]

      Liu, Y.; An, C.-C.; Zhang, R.; Du, J.-L.; Wang, X.-M.; Du, X.-Z. Talanta Open 2021, 3, 100030.Liu, Y.; An, C.-C.; Zhang, R.; Du, J.-L.; Wang, X.-M.; Du, X.-Z. Talanta Open 2021, 3, 100030.

    27. [27]

      Zheng, J.; Huang, J.-L.; Yang, Q.; Ni, C.-Y.; Xie, X.-T.; Shi, Y.-R.; Sun, J.-F.; Zhu, F.; Ouyang, G.-F. Trends Anal. Chem. 2018, 108, 135.Zheng, J.; Huang, J.-L.; Yang, Q.; Ni, C.-Y.; Xie, X.-T.; Shi, Y.-R.; Sun, J.-F.; Zhu, F.; Ouyang, G.-F. Trends Anal. Chem. 2018, 108, 135.

    28. [28]

      Yang, Y.-X.; Qin, P.-G.; Zhang, J.-H.; Li, W.-Q.; Zhu, J.-H.; Lu, M.-H.; Cai, Z.-W. J. Chromatogr. A 2018, 1570, 47.Yang, Y.-X.; Qin, P.-G.; Zhang, J.-H.; Li, W.-Q.; Zhu, J.-H.; Lu, M.-H.; Cai, Z.-W. J. Chromatogr. A 2018, 1570, 47.

    29. [29]

      Vaitsis, C.; Sourkouni, G.; Argirusis, C. Ultrason. Sonochem. 2019, 52, 106.Vaitsis, C.; Sourkouni, G.; Argirusis, C. Ultrason. Sonochem. 2019, 52, 106.

    30. [30]

      Ouyang, S.; Liu, G.-F.; Peng, S.; Zheng, J.-T.; Ye, Y.-X.; Zheng, J.; Tong, Y.-J.; Hu, Y.-L.; Zhou, N.-B.; Gong, X.-Y.; et al. J. Chromatogr. A 2022, 1669, 462959.Ouyang, S.; Liu, G.-F.; Peng, S.; Zheng, J.-T.; Ye, Y.-X.; Zheng, J.; Tong, Y.-J.; Hu, Y.-L.; Zhou, N.-B.; Gong, X.-Y.; et al. J. Chromatogr. A 2022, 1669, 462959.

    31. [31]

      Li, Z.-L.; Hsueh C.-H.; Tang, Z.-Z.; Chen, J.; Wang, X.-L.; Cui, H.; Yang, Y.; Wang, X.-D.; Ren, D.-S.; Gao, H.-Q.; et al. SusMat 2022, 2, 197.Li, Z.-L.; Hsueh C.-H.; Tang, Z.-Z.; Chen, J.; Wang, X.-L.; Cui, H.; Yang, Y.; Wang, X.-D.; Ren, D.-S.; Gao, H.-Q.; et al. SusMat 2022, 2, 197.

    32. [32]

      Li, Y.-F.; Hu, T.-L.; Chen, R.; Xiang, R.; Wang, Q.; Zeng, Y.-F.; He, C.-Y. Chem. Eng. J. 2020, 398, 125566.Li, Y.-F.; Hu, T.-L.; Chen, R.; Xiang, R.; Wang, Q.; Zeng, Y.-F.; He, C.-Y. Chem. Eng. J. 2020, 398, 125566.

    33. [33]

      Yang, X.-M.; Wang, J.-M.; Wang, W.-J.; Zhang, S.-H.; Wang, C.; Zhou, J.-H.; Wang, Z. Microchim. Acta 2019, 186, 145.Yang, X.-M.; Wang, J.-M.; Wang, W.-J.; Zhang, S.-H.; Wang, C.; Zhou, J.-H.; Wang, Z. Microchim. Acta 2019, 186, 145.

    34. [34]

      Shahhoseini, F.; Azizi, A.; Bottaro, S. C. Trends Anal. Chem. 2022, 156, 116695.Shahhoseini, F.; Azizi, A.; Bottaro, S. C. Trends Anal. Chem. 2022, 156, 116695.

    35. [35]

      Wang. D.; Liu, Y.-C.; Xu, Z.-G.; Zhao, D.-D.; Liu, Y.-J.; Liu. Z.-M. Microchem. J. 2020, 155, 104802.Wang. D.; Liu, Y.-C.; Xu, Z.-G.; Zhao, D.-D.; Liu, Y.-J.; Liu. Z.-M. Microchem. J. 2020, 155, 104802.

    36. [36]

      Gionfriddo, E.; Souza-Silva, A. É.; Ho, D. T.; Aanderson, L. J.; Pawliszyn, J. Talanta 2018, 188, 522.Gionfriddo, E.; Souza-Silva, A. É.; Ho, D. T.; Aanderson, L. J.; Pawliszyn, J. Talanta 2018, 188, 522.

    37. [37]

      Zhang, L.-L.; Ding, Y.-G.; Long B.-W.; Yao, L.; Yuan, H.-Y.; Dai, Y.-F. J. Mol. Liq. 2020, 312, 113440.Zhang, L.-L.; Ding, Y.-G.; Long B.-W.; Yao, L.; Yuan, H.-Y.; Dai, Y.-F. J. Mol. Liq. 2020, 312, 113440.

    38. [38]

      Alshehri, M. M.; Ouladsmane, M. A.; Aouak, T. A.; Alothman, Z. A.; Badjah, A. Y. Chemosphere 2022, 304, 135214.Alshehri, M. M.; Ouladsmane, M. A.; Aouak, T. A.; Alothman, Z. A.; Badjah, A. Y. Chemosphere 2022, 304, 135214.

    39. [39]

      Wu, X.-Z.; Yang, H.; Lyu, H.; Chen, H.-X.; Dang, X.-P.; Liu, X.-L. J. Hazard. Mater. 2023, 453, 131382.Wu, X.-Z.; Yang, H.; Lyu, H.; Chen, H.-X.; Dang, X.-P.; Liu, X.-L. J. Hazard. Mater. 2023, 453, 131382.

    40. [40]

      Bolat, S.; Demir, S.; Erer, H.; Pelit, F.; Dzingelevičienė, R.; Ligor, T.; Buszewski, B.; Pelit, L. J. Hazard. Mater. 2024, 466, 133607.Bolat, S.; Demir, S.; Erer, H.; Pelit, F.; Dzingelevičienė, R.; Ligor, T.; Buszewski, B.; Pelit, L. J. Hazard. Mater. 2024, 466, 133607.

    41. [41]

      Li, P.-F.; Han, Y.-H.; Han, D.-D.; Yan, H.-Y. Green Chem. 2024, 26, 3211.Li, P.-F.; Han, Y.-H.; Han, D.-D.; Yan, H.-Y. Green Chem. 2024, 26, 3211.

    42. [42]

      Xu, S.-R.; Liu, H.-L.; Long, A.-Y.; Feng, S.-L.; Chen, C.-P. Sep. Purif. Technol. 2023, 306, 122589.Xu, S.-R.; Liu, H.-L.; Long, A.-Y.; Feng, S.-L.; Chen, C.-P. Sep. Purif. Technol. 2023, 306, 122589.

    43. [43]

      Xu S.-R.; Li, H.-M.; Xiao, L.; Feng, S.-L.; Fan, J.; Pawliszyn, J. Anal. Chem. 2024, 96, 10772.Xu S.-R.; Li, H.-M.; Xiao, L.; Feng, S.-L.; Fan, J.; Pawliszyn, J. Anal. Chem. 2024, 96, 10772.

    44. [44]

      Conrady, M. W.; Bauer, M.; Jo, K. D.; Cropek, D. M.; Busby, R. R. Chemosphere 2021, 284, 131333.Conrady, M. W.; Bauer, M.; Jo, K. D.; Cropek, D. M.; Busby, R. R. Chemosphere 2021, 284, 131333.

    45. [45]

      Chen, Y.-M.; Yu, Y.; Wang, S.-H.; Han, J.-J.; Fan, M.-G.; Zhao, Y.-P.; Qiu, J.-L.; Yang, X.; Zhu, F.; Ouyang, G.-F. Sci. Total Environ. 2024, 906, 167655.Chen, Y.-M.; Yu, Y.; Wang, S.-H.; Han, J.-J.; Fan, M.-G.; Zhao, Y.-P.; Qiu, J.-L.; Yang, X.; Zhu, F.; Ouyang, G.-F. Sci. Total Environ. 2024, 906, 167655.

    46. [46]

      Jia, Y.-Q.; Qian, J.-S.; Pan, B.-C. Anal. Chem. 2021, 93 (32), 11116.Jia, Y.-Q.; Qian, J.-S.; Pan, B.-C. Anal. Chem. 2021, 93 (32), 11116.

    47. [47]

      Pang, J.-L.; Chen, H.-Z.; Guo, H.-G.; Lin, K.-N.; Huang, S.-Y.; Lin, B.-C.; Zhang, Y.-B. J. Hazard. Mater. 2024, 469, 133768.Pang, J.-L.; Chen, H.-Z.; Guo, H.-G.; Lin, K.-N.; Huang, S.-Y.; Lin, B.-C.; Zhang, Y.-B. J. Hazard. Mater. 2024, 469, 133768.

    48. [48]

      Zhou, W.; Hu, K.; Wang, Y.-P.; Jiang, R. W.; Pawliszyn, J. Environ. Sci. Technol. 2024, 58, 771.Zhou, W.; Hu, K.; Wang, Y.-P.; Jiang, R. W.; Pawliszyn, J. Environ. Sci. Technol. 2024, 58, 771.

    49. [49]

      Hou, Y.-J.; Deng, J.-W.; He, K.-L.; Chen, C.; Yang Y.-Y. Anal. Chem. 2020, 92, 10213.Hou, Y.-J.; Deng, J.-W.; He, K.-L.; Chen, C.; Yang Y.-Y. Anal. Chem. 2020, 92, 10213.

    50. [50]

      Suwannakot, P.; Lisi, F.; Ahmed, E.; Liang, K.; Babarao, R.; Gooding, J. J.; Donald, W. A. Anal. Chem. 2020, 92, 6900.Suwannakot, P.; Lisi, F.; Ahmed, E.; Liang, K.; Babarao, R.; Gooding, J. J.; Donald, W. A. Anal. Chem. 2020, 92, 6900.

    51. [51]

      Zhong, C.-F.; Deng, J.-W.; Yang, Y.-Y.; Zeng, H.-S.; Feng, L.-K.; Luan, T.-G. Talanta 2024, 276, 126233.Zhong, C.-F.; Deng, J.-W.; Yang, Y.-Y.; Zeng, H.-S.; Feng, L.-K.; Luan, T.-G. Talanta 2024, 276, 126233.

    52. [52]

      Liu, Y.-H.; Yang, Q.-X.; Chen, X.-T.; Song, Y.-M.; Wu, Q.-H.; Yang, Y.-Y.; He, L.-P. Talanta 2019, 204, 238.Liu, Y.-H.; Yang, Q.-X.; Chen, X.-T.; Song, Y.-M.; Wu, Q.-H.; Yang, Y.-Y.; He, L.-P. Talanta 2019, 204, 238.

    53. [53]

      Wang, C.-H.; Su, H.; Chou, J.-H.; Lin, J.-Y.; Huang, M.-Z.; Lee, C.-W.; Shiea, J. Anal. Chim. Acta 2020, 1107, 101.Wang, C.-H.; Su, H.; Chou, J.-H.; Lin, J.-Y.; Huang, M.-Z.; Lee, C.-W.; Shiea, J. Anal. Chim. Acta 2020, 1107, 101.

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  70
  • HTML全文浏览量:  11
文章相关
  • 发布日期:  2025-05-28
  • 收稿日期:  2025-04-28
  • 接受日期:  2025-05-23
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net