《Green Analytical Chemistry》:Comprehensive metric-based assessment of fabric phase sorptive extraction’s greenness and operational performance in water sample preparation and analysis
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本研究针对环境水样中污染物分析,系统评估了30种FPSE方法的绿色度与实用性。通过AGREEprep、SPMS、AGREE和BAGI四种指标工具验证了FPSE技术兼具环境友好性与操作可行性(AGREEprep评分0.22-0.80,BAGI评分55-75),主成分分析识别出最优方法组合,为绿色样品前处理技术优化提供了量化依据。
在环境污染物监测领域,样品前处理环节犹如一场"化学马拉松"——传统液液萃取和固相萃取不仅消耗大量有毒溶剂,还伴随繁琐的操作步骤。虽然固相微萃取技术部分解决了这些问题,但其吸附剂负载量低的缺陷又成为灵敏度提升的瓶颈。正是在这样的背景下,织物相吸附萃取(FPSE)技术应运而生,它巧妙地将溶胶-凝胶涂层技术与织物表面化学相结合,形成超薄涂层的同时实现高吸附负载,兼具SPE的 exhaustive 萃取和SPME的平衡萃取优势。这种被誉为环境友好型的前处理技术,其真实绿色程度和实际应用价值究竟如何?这正是发表于《Green Analytical Chemistry》的最新研究要解答的核心问题。
为全面评估FPSE技术的综合性能,研究团队创新性地采用多指标联用策略。通过系统检索Scopus数据库筛选出30篇水环境污染物FPSE应用文献,分别使用AGREEprep和SPMS评估其作为独立前处理技术的绿色度,采用AGREE评估完整分析方法的绿色性能,并利用BAGI指标量化方法实用性。所有评估均基于公开文献数据,通过标准化假设保证评估一致性,最终运用主成分分析(PCA)识别绿色性与实用性俱佳的方法组合。
在绿色度评估方面,研究揭示了FPSE技术的双面性。作为样品前处理技术时,AGREEprep评分呈现0.22-0.80的较大波动,其中甲醇等有毒溶剂的使用成为主要扣分项。有趣的是,当采用单次使用FPSE膜策略时,平均得分从0.45显著提升至0.53,证明溶剂减量是关键改进方向。SPMS评估则给出6.0-8.0的较高评分,突显FPSE在微型化、程序效率方面的优势。作为完整分析方法评估时,AGREE得分集中在0.40-0.62区间,显示分析方法整体绿色度处于中等偏上水平。
实用性评估结果更令人鼓舞。BAGI评分55-75表明大多数方法具有良好实用性,其中多组分同时分析能力(如17种杀菌剂、20种药物同时检测)和无需预浓缩即可满足检测需求的方法表现尤为突出。主成分分析将30种方法划分为6个特征集群:集群A(方法10a-c,23)在SPMS和AGREEprep均获高分;集群E(方法19,25,6)则实现绿色性与实用性的最佳平衡;而集群F(方法1,28,18,29,30)更展现出在前处理技术和完整分析方法层面的全面绿色优势。
该研究首次建立FPSE技术的多维度评估体系,证实其在环境水样分析中兼具绿色性与实用性的双重优势。通过量化分析指出自动化程度提升、有毒溶剂替代、现场分析设备应用等改进方向,为绿色样品前处理技术的标准化发展提供了重要方法论支撑。这项研究不仅为分析化学工作者选择优化前处理方法提供科学依据,更推动绿色分析化学从原则倡导向量化评估的范式转变。