基于低共熔溶剂修饰的缺陷型MOF-808复合材料超便捷制备及其在奶粉中13种全氟化合物同步检测的应用

针对奶粉中多类型全氟烷基化合物(PFASs)检测难题，研究团队开发了基于低共熔溶剂(LoMMS)修饰的缺陷型MOF-808复合材料。通过一步法合成缺陷丰富的dMOF-808，结合TBP/MPZ低共熔溶剂功能化，构建了具有47.538?粒径、274m2·g?1比表面积的复合材料，实现对C1-C12链长的13种PFASs同步高效吸附，检测限低至0.42-1.82ng·kg?1，回收率达85.10-109.15%，为复杂食品基质中PFASs检测提供绿色高效的解决方案。

　　

全氟烷基化合物(PFASs)作为"永久性化学物质"，因其在工业生产和日常生活中的广泛应用，已成为全球关注的食品安全隐患。这类物质不仅具有环境持久性，更因其潜在的器官毒性、生殖发育毒性和致癌性，对人类健康构成严重威胁。尤其令人担忧的是，PFASs已广泛存在于乳制品等食品链中，而传统检测方法面临选择性差、有机溶剂用量大、多组分同步检测困难等挑战。

北京工商大学的研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》发表的研究中，创新性地将缺陷工程与低共熔溶剂技术相结合，开发了一种超便捷制备的LoMMS/dMOF-808复合材料。该材料通过简单的一步法合成缺陷丰富的MOF-808(dMOF-808)，并采用磷酸三丁酯(TBP)与2-甲基哌嗪(MPZ)组成的低共熔溶剂(LoMMS)进行功能化修饰，成功构建了具有多重吸附位点的复合材料。研究通过分子动力学模拟揭示了材料与PFASs的协同作用机制，为复杂食品基质中多类型PFASs的同步检测提供了新思路。

关键技术包括：(1)金属浴辅助的一步法缺陷型MOF合成；(2)TBP/MPZ低共熔溶剂体系的优化构建；(3)分散固相萃取(dSPE)技术；(4)液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析；(5)基于第一性原理的分子动力学模拟。研究选用市售奶粉作为实际样本，系统评估了13种不同链长(C1-C12)和功能基团的PFASs。

【材料表征】SEM和XRD分析证实dMOF-808成功合成并保持晶体结构，FT-IR显示LoMMS通过氢键作用锚定在材料表面。氮气吸附测试显示复合材料具有274m2·g?1比表面积和0.111cm3·g?1孔体积，TGA证明其在300℃内保持稳定。

【方法优化】通过控制变量法确定最佳条件：TBP/MPZ摩尔比1:2，吸附剂用量15mg，萃取时间8分钟。在此条件下，材料对短链(C₄-C₆)和长链(C₈-C₁₂)PFASs均表现出均衡的吸附性能。

【性能验证】方法线性范围0.025-25μg·kg^-1，LOD为0.42-1.82ng·kg^-1，日内日间精密度RSD<8.2%。实际奶粉样本中PFASs回收率85.10-109.15%，基质效应<10.94%，显著优于传统SPE方法。

【机理研究】分子动力学模拟表明：dMOF-808的Zr₆节点与PFASs的羧基/磺酸基产生配位作用，LoMMS通过氟-氢键和疏水作用捕获分析物，缺陷位点则提供额外的吸附空间，三者协同实现多机制吸附。

该研究首次将TBP/MPZ低共熔溶剂体系与缺陷型MOF材料结合，突破了传统PFASs检测方法的选择性限制。相比已有报道，新方法将合成时间从>24小时缩短至数小时，有机溶剂用量减少90%，且无需复杂仪器辅助。特别值得注意的是，材料对含不同功能基团(-COOH、-SO₃H、-CONH₂)的PFASs均表现出广谱吸附能力，为复杂食品基质中"永久性化学物质"的监测提供了标准化解决方案。研究不仅为食品安全风险管控提供技术支撑，其提出的"缺陷工程+绿色溶剂"协同策略更为功能材料设计开辟了新途径。