矩阵重载效应对使用非对称流场流式分离技术在复杂环境基质中定量低浓度纳米塑料的影响

《Analytical Chemistry》：Matrix Overloading Effects on Size-Resolved Quantification of Low-Concentration Nanoplastics in Complex Environmental Matrices Using Asymmetric Flow Field-Flow Fractionation

纳米塑料污染监测中，AF4-UV技术实现20-200 nm尺寸分辨定量，纯水基质检测限17 ng，复杂基质（如饮用水、长江水）因溶解有机物等成分干扰导致LOD升至25-45 ng。注射体积增大加剧膜过载，降低目标物回收率。优化通道尺寸可提升粒子负载能力，缓解基质干扰，降低检测限，为超低浓度纳米塑料监测提供新方法。

　　

尺寸分辨定量分析对于全面了解纳米塑料在自然水中的命运、迁移及其潜在毒性至关重要。然而，由于环境中纳米塑料的浓度极低，这一研究受到了限制。通过非对称流场流分离（AF4）技术可以在不破坏样品的情况下有效分离和定量这些超痕量纳米塑料。在开发用于环境纳米塑料的尺寸分辨定量方法时，一些分析误差尚未得到充分研究。本文采用AF4-UV技术在环境相关条件下实现了对20–200纳米范围内纳米塑料浓度的尺寸分辨定量分析。虽然浓度与峰面积之间存在强烈的线性相关性，但不同聚苯乙烯颗粒的校准斜率存在差异，这主要是由于它们具有不同的紫外吸收系数所致。在纯净水基质中，检测限（LOD）约为17纳克（相当于1毫升注射体积时的17微克/升）。然而，环境基质（如溶解有机物）的共富集会导致严重的过载现象，使得复杂基质中的检测限升高（例如，瓶装饮用水和长江水样品的检测限分别为25纳克和45纳克）。随着注射体积的增加，基质成分（如溶解有机物、悬浮颗粒）的积累会加剧膜过载，降低回收率，从而提高目标纳米塑料的检测阈值。如果能够改进通道尺寸，将有助于提高颗粒负载量，减轻基质过载问题，并进一步降低检测限。解决基质过载效应将使基于AF4的技术成为研究纳米塑料污染动态的可靠工具，填补超低浓度监测领域的空白。