本文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是针对该研究的学术报告：
研究作者与机构
本研究由Lingling Wang、Minhui Zhang、Danfeng Zhang和Lei Zhang*（通讯作者）合作完成，作者单位均为中国辽宁大学化学学院（College of Chemistry, Liaoning University）。论文发表于2016年的期刊Food Control（Volume 60, Pages 1–6），标题为《New approach for the simultaneous determination of fungicide residues in food samples by using carbon nanofiber packed microcolumn coupled with HPLC》。
学术背景
研究领域与动机
本研究属于食品分析化学领域，聚焦于食品中苯并咪唑类杀菌剂残留的检测。目标分析物为多菌灵（carbendazim, MBC）和噻菌灵（thiabendazole, TBZ），这两种杀菌剂广泛用于果蔬采后处理，但因具有潜在致癌性（WHO, 1989）和致突变性（Banks & Soliman, 1997），其残留监测至关重要。然而，实际样品中目标物浓度极低且基质复杂，传统检测方法（如固相萃取SPE）存在效率低、溶剂消耗大等问题。因此，本研究旨在开发一种基于碳纳米纤维（carbon nanofibers, CNFs）微柱固相萃取结合高效液相色谱（HPLC）的高灵敏度分析方法。
科学目标
1. 验证CNFs作为新型吸附材料对MBC和TBZ的富集性能；
2. 优化微柱SPE的预处理条件（如pH、流速、洗脱溶剂等）；
3. 建立适用于果蔬和果汁样品的快速、低成本检测方法。
研究流程与方法
1. 材料与设备
- 吸附材料：150–200 nm粒径的CNFs（纯度99%），对比传统材料（如C18）具有更大比表面积和化学稳定性。
- 仪器：自研玻璃微柱（20 cm × 6.0 mm内径）、恒流蠕动泵、Agilent 1100 HPLC系统（配备二极管阵列检测器DAD），色谱柱为Zorbax Eclipse XDB-C18（150 mm × 4.6 mm, 5 μm）。
2. 微柱SPE优化实验
- 吸附量优化：测试5–30 mg CNFs对200 ng/mL MBC/TBZ的吸附效率，确定15 mg为最佳用量（吸附率>95%）。
- pH与离子强度：在pH 5–11范围内吸附效率稳定（目标物以中性分子存在，依赖π-π作用和氢键吸附），无需调节样品pH。
- 流速与穿透体积：流速从1.0降至0.2 mL/min时，穿透体积从35 mL增至55 mL，最终选择0.5 mL/min（兼顾效率与时间）。
- 洗脱条件：甲醇-0.2%甲酸（3 mL, 0.1 mL/min）可完全洗脱目标物，回收率>96%。
3. 实际样品处理
- 样品类型：柠檬、黄瓜和市售苹果汁。
- 预处理：50 g样品匀浆后离心取上清液，经0.45 μm滤膜过滤，直接上样微柱SPE。
4. HPLC分析
- 色谱条件：等度洗脱（甲醇:水=50:50, v/v），流速1.0 mL/min，检测波长285 nm。
- 方法验证：通过加标实验（10–200 ng/mL）评估回收率与精密度。
主要结果
线性范围与灵敏度
- MBC和TBZ在2.0–500.0 ng/mL范围内线性良好（R² > 0.9964），检出限（LOD）为0.45–0.54 ng/mL，定量限（LOQ）为1.50–1.80 ng/mL。
- 富集因子（EF）达100倍，显著优于传统SPE方法。
实际样品回收率
- 加标浓度为10–200 ng/mL时，回收率为96.1–103.5%，相对标准偏差（RSD）为1.27–3.90%（n=3），符合痕量分析要求（图5）。
CNFs稳定性
- 微柱重复使用5次后吸附效率仍>90%，证明CNFs可重复利用（图4）。
方法对比优势
- 与SPE（SampliQ SCX）、DLLME（CHCl3萃取）等方法相比，本方法的LOD更低（表4），且操作更简便、溶剂消耗更少。
结论与价值
科学意义
1. 首次将CNFs微柱SPE应用于杀菌剂残留检测，揭示了CNFs通过π-π作用和氢键吸附中性分子的机制；
2. 提出的“微柱SPE-HPLC”联用策略为复杂基质中痕量污染物分析提供了新思路。
应用价值
1. 适用于果蔬和果汁的日常监测，满足欧盟等严格残留标准；
2. 低成本（CNFs可重复使用）、低溶剂消耗（仅3 mL甲醇），适合推广至发展中国家。
研究亮点
- 材料创新：CNFs的高比表面积和边缘活性位点显著提升富集效率；
- 方法学优化：通过穿透曲线（图2）和洗脱动力学（图3）系统优化参数；
- 实际适用性：在未调节pH的天然样品中直接检测，简化前处理流程。
其他价值
- 研究得到中国国家自然科学基金（NSFC51178212）等多项资助，体现了其在食品安全领域的战略重要性。
- 作者提出CNFs未来可拓展至其他极性有机污染物的吸附研究（如内分泌干扰物）。
（注：文中图表及参考文献引用均按原文档标注，此处从略。）