巯基功能化磁性生物炭介导的基质清理与选择性富集用于环境水及水产品中痕量镉的快速测定

《Toxics》：Thiol-Functionalized Magnetic Biochar-Mediated Matrix Cleanup and Selective Enrichment for Trace-Level Rapid Determination of Cadmium in Environmental Water and Aquatic Products

　　

摘要

由于存在严重的基质干扰和样品预处理效率不足的问题，高效富集和快速测定复杂环境及食品基质中的痕量镉仍然是一个挑战。本文开发了一种硫醇功能化的二氧化硅包覆磁性生物炭（MBC@SiO₂–SH）作为选择性磁性吸附剂，并将其与均相化学发光免疫分析结合，建立了用于环境水和海产品中痕量镉测定的富集辅助分析策略。由于具有丰富的硫醇配位位点、大比表面积和优异的磁性响应性，MBC@SiO₂–SH在高负载条件下表现出较高的实际镉富集容量（82.65 mg/g）、显著的选择性以及对镉的良好重复使用性。吸附动力学、等温线、热力学和X射线光电子能谱分析表明，镉的摄取主要由Cd–S配位作用主导，并伴有物理吸附。在优化的固定床富集条件下，该柱实现了约40倍的预富集因子，能够在均相化学发光免疫分析之前进行有效的基质净化和选择性富集。集成方法在环境水和海产品中均表现出优异的分析性能，回收率分别为92.26–118.64%和92.41–108%，并且与ICP-MS结果吻合良好。通过将选择性磁性预富集与快速均相免疫检测相结合，该策略为痕量镉的常规监测提供了一个简单、灵敏和高效的分析平台，并为复杂环境和食品基质中痕量污染物的富集辅助快速分析提供了可推广的框架。