用醇功能化MOF修改的3D打印单立体微提取阵列用于分析人类尿液中的Cd和Pb痕量

科学领域:

• 分析化学 分析化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 传统的单体制备方法在控制毛孔特性方面存在局限性.
• 3D打印技术为精确制造多孔结构提供了高度的定制性.
• 金属有机框架 (MOF) 具有独特的吸附和分离特性.

研究的目的:

• 开发一个3D打印的单立体阵列,以高效地微提取微量重金属.
• 为了使3D打印的阵列具有 thiol 功能化的 MOF 的功能,以增强分析物捕获.
• 将阵列与ICP-MS集成,用于在线,自动分析人类尿液中的Cd和Pb.

主要方法:

• 投影微立体石刻法 (PμSL) 用于制造3D打印的单体柱子.
• 合成了醇功能化的MOF-808 (MOF-808-SH),并用于修改3D打印的柱子.
• 六个修改后的柱子被组装成一个3D打印的提取装置,用于在线微提取,并与ICP-MS.

主要成果:

• 修改后3D打印的MOF-808-SH单立柱显示出出色的Cd$^{2+}$和Pb$^{2+}$的提取性能,这是由于丰富的活性位点和层次性孔隙.
• 该方法在Cd$^{2+}$的低检测极限 (LODs) 为3.5 ng L$^{-1}$,在Pb$^{2+}$的低检测极限 (LODs) 为17.6 ng L$^{-1}$,精度很好 (RSDs为4.9%和8.2%).
• 开发的系统表现出11h$^{-1}$的高样本吞吐量,长列可重复使用 (>100个周期),并成功应用于认证的参考材料和真实的人类尿样.

结论:

• 使用MOF-808-SH功能化的3D打印单体阵列为痕迹重金属分析提供了高度可定制和高效的平台.
• 集成的在线微提取和ICP-MS系统为分析生物样本中的Cd和Pb提供了自动化,稳定性和高灵敏度.
• 这种方法显示了重金属在临床和环境诊断中的常规监测的巨大潜力.