Q

痕量分析的深水區：傳統方法還夠用嗎？

在污染物濃度日益趨低、健康風險愈發隱蔽的當下，如何在復雜基質中捕捉ng/L甚至pg/L級別的目標物，已成為分析領域的挑戰。

傳統的液液萃取 (LLE) 和 固相萃取 (SPE) 在面對現代檢測需求時，弊端日益凸顯：

● 操作繁瑣：極度依賴人工經驗，時間成本高；

● 環境不友好：有機溶劑消耗巨大；

● 效能瓶頸：面對高鹽、生物基質等復雜樣本時，干擾嚴重。

液液萃取 LLE（左） 和固相萃取 SPE（右）

TF-SPME相比于上述方法更具優勢

Thin-Film Solid-Phase Microextraction

針對上述痛點，薄膜固相微萃取（Thin-Film Solid-Phase Microextraction, TF-SPME） 憑借其富集效率和綠色化的設計理念，正迅速從實驗室研究走向主流應用。

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TF-SPME是什么？

TF-SPME

多人聽到 TF-SPME，會下意識地認為：不就是把 SPME Fiber做扁一點、做大一點嗎？但實際上，它不只是SPME 的放大版，TF-SPME 并非簡單的結構變化，而是理念上的升級。

更高的容量

更大的涂層體積意味著更高的目標物負載能力，有效提升了檢測限（LOD）。

更快的動力學

超薄的擴散層縮短了達到萃取平衡的時間，顯著提高分析效率。

靈活性

支持根據目標物極性定制不同的涂層材料（如 C18, HLB, PDMS 等），實現選擇性富集。

TF-SPME的應用

在宏觀環境領域，TF-SPME 正成為守護生態安全的新哨兵

● 新興污染物 (CECs) 監測： 針對藥物、個人護理品及內分泌干擾物，TF-SPME 可在復雜水體中實現快速直接富集；

● 低背景干擾： 在處理全氟/多氟化合物 (PFAS) 等難降解物質時，其優勢尤為突出；

● 大氣 VOCs 監測： 結合被動采樣技術，精準捕捉室內及工業排放中的痕量揮發性有機物，為職業健康提供數據支撐。

環境的污染，最終會投射在人體的健康指標上。如果說環保監測關注的是外部世界，那么暴露組學（Exposomics）則致力于揭示這些污染物如何通過暴露進入并影響人體。 TF-SPME 憑借其生物相容性材料與溫和的萃取條件，正從環境分析向臨床生化、藥物分析及活體監測快速延伸。

01

應對復雜生物基質的溫和策略

相比傳統的液液萃?。↙LE）或固相萃取（SPE），TF-SPME 在處理植物組織、體液、血漿及血清等樣品時展現出顯著優勢：

● 微量采樣： 極小的樣品需求量，特別適合稀缺或高價值的生物樣本。

● 基質干擾低： 薄膜涂層具有良好的選擇性，能有效屏蔽蛋白質等大分子干擾。

● 保護目標物： 操作條件溫和，大程度避免了熱敏性物質或易降解代謝物在預處理過程中的損失。

02

非侵入式診斷：皮膚揮發物的捕捉

人體表皮揮發性有機化合物（VOCs）是判斷皮膚疾病與代謝狀態的重要標志物。然而，這些物質濃度極低且難以捕捉。

案例研究： 研究人員（Jiang 等）[1]利用 PDMS 作為萃取薄膜，結合 GC-MS 技術成功檢測出攝入酒精或大蒜后皮膚產生的代謝標志物（如二甲亞砜、烷基硫醇等）。研究發現，人體背部的揮發物豐度顯著高于大腿前側與前臂（背部檢測到約 77 種化合物），這為精準采樣位置的選擇提供了科學依據。這種非侵入式的 TF-SPME 監測方案，在皮膚病臨床診斷中具有巨大的應用潛力。

03

活體監測突破：生物相容性材料的應用

活體分析是生物監測的高階目標，但傳統材料往往面臨采樣時間長、難以進入組織或引起生物排異等挑戰。 為了攻克這一難題，科研界（Xu 等）[2]開發了具有優異生物相容性與水穩定性的聚多巴胺修飾材料。這種新型 TF-SPME 薄膜能夠直接深入肌肉組織進行原位取樣。在與 LC-MS/MS 聯用后，實現了對生物組織中多種代謝物和藥物殘留的高效監測，為活體動態分析開辟了新路徑。

倡導 綠色分析化學 (GAC) 的背景下，TF-SPME 的價值不僅在于精準，更在于可持續：

近零溶劑消耗： 絕大多數情況下無需或僅需微量有機溶劑；

高周轉與自動化： 易于與自動進樣系統集成，大幅降低人為誤差；

可持續性：薄膜可重復使用，顯著降低了實驗室的耗材成本。

TF-SPME 不僅是一項前處理工具，更是精準分析與智慧環保時代下，提升數據質量與分析效率的關鍵技術杠桿。

如果你對上述產品或方案感興趣，歡迎隨時聯系德祥科技/英諾德咨詢。

參考文獻：

[1] Ｊｉａｎｇ Ｒ Ｆ，Ｃｕｄｊｏｅ Ｅ，Ｂｏｊｋｏ Ｂ，ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｉｍ Ａｃｔａ，2013，804（4）：111

[2] Ｘｕ Ｊ Ｑ，Ｈｕａｎｇ Ｓ Ｙ，Ｗｕ Ｒ Ｂ，ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ，2015，87（6）：3453

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