無人機+薄膜固相微萃取：環境水體污染分析新玩法

近年來，無人機（UAV）的應用在分析化學領域中取得了顯著進展。德祥集團旗下英諾德INNOTEG最新獲得的實用新型proprietary“一種無人機搭載固相微萃取薄膜的原位水體采樣裝置"，在這一領域中樹立了新的里程碑。

這項技術通過將無人機與先進的薄膜固相微萃取（TF-SPME）技術相結合，為環境污染的現場快速監測提供了高效、精準的解決方案。

這樣搭配使用有什么優點嘛？

現場——現場原位采集分析對象；

高效——多通道TF-SPME同步采樣；

安全——無人機可抵達人工難以到達地點；

實驗應用

下面就帶大家來具體看一下這項技術的實驗應用：

薄膜固相微萃取的發明者加拿大滑鐵盧大學的Pawliszyn教授及其團隊提出開發基于無人機的薄膜固相微萃取水采樣器，促進環境污染物的現場篩選。

具體實驗

裝置采用了HLB（親水-疏水平衡）顆粒與PDMS（聚二甲基硅氧烷）膜相結合的固相微萃取技術。這種薄膜具有廣泛的親水和疏水相互作用能力，適用于多種環境污染物的非靶向分析 。無人機搭載的采樣器能夠在水體上方懸停，通過輕便的浮力-重力調節裝置實現水樣的自動采集。

空白實驗

進行處理空白實驗，包括兩組未處理的HLB/PDMS TF - SPME膜空白對照組作為參考，四組正常實驗室處理的空白對照組，四組密封在不同無人機采樣器中并懸掛在室外15分鐘的空白對照組，以及兩組放置在2 mL玻璃自動進樣器未密封小瓶中并在室外放置15分鐘的空白對照組。

存儲能力評估

用修改的McReynolds標準評估無人機采樣器的分析物存儲能力。制備三組各四個1 ppb McReynolds標準的TF - SPME重復樣品，在2 L去離子水中攪拌后，通過將無人機采樣器懸掛在瓶中進行HLB/PDMS TF - SPME提取，分別在這三種情況下進行分析：

采樣后立即；

密封在無人機采樣器中10分鐘；

密封在無人機采樣器中10分鐘后轉移并儲存在干冰上的玻璃TD管中4小時。

性能驗證試驗

熱水浴缸試驗：在熱水浴缸表面進行試驗，將兩個HLB/PDMS TF - SPME膜裝備到無人機采樣器上，讓無人機降落在熱水浴缸水面上進行10分鐘采樣，然后飛回并對膜進行現場脫附和分析。

受工業影響的水道試驗：從疑似受垃圾填埋場影響的水道（坐標42°48′36.48″N和81°19′07.56″W）進行無人機TF - SPME現場提取，采樣時將一個4 cm和一個2 cm HLB/PDMS TF - SPME膜連接到無人機上，在水面進行兩次提取，每次10分鐘，同時進行四組2 cm HLB/PDMS TF - SPME膜的實驗室模擬提取。將返回實驗室分析的所有膜密封在TD管中并在干冰中運輸。

實驗結果與結論

實驗結果

使用McReynolds標準進行的 TF-SPME 無人采樣器儲存穩定性測試結果匯總

驗證VOC存儲穩定性

空白脫附實驗表明采樣器在飛行過程中能保護膜不被大氣污染，密封測試表明無人機采樣器能防止樣品損失，且苯等化合物在測試中沒有明顯的消耗，采樣具有較好的重復性。

私人熱水浴缸試驗

無人機飛行正常，薄膜膜成功部署和收回；對六種氯化消毒副產物的鑒定結果相對標準偏差（%RSDs）在5 - 16%之間；提出使用預加載校準劑進行動力學校準的方法，以校正遠程位置中難以測量的水溫及流速變化。

受工業影響的水道試驗

只檢測到少量接近檢測限的鄰苯二甲酸鹽，確定了各種烷基苯，如苯、甲苯、乙基苯等；現場使用便攜式GC - MS儀器能立即識別污染物，實驗室分析結果與現場結果具有可比性；但冬季條件不利于進一步驗證，如無人機電池太冷、水溫低影響對重半揮發性有機化合物的提取等。

實驗結論

基于無人機的TF - SPME水采樣設備能存儲易揮發化合物并防污染，可將樣本運輸至實驗室進一步分析；

無人機、TF - SPME采樣器和便攜式GC - MS相結合，能確定地表水污染物的來源，對危險水域的檢測很有用；

該方法具有實際優勢，對于難以到達和/或危險的水域可能特別有用。若配備在更長航程的無人機上，還可快速從偏遠地區運輸樣品，例如在化學物質泄漏到水道或人類健康受到威脅時。有望為偏遠地區提供更好的分析服務，且無人機可運輸多種樣品的SPME和TF - SPME提取物。

TF-SPME產品介紹

英諾德INNOTEG Thin Film SPME薄膜固相微萃取，最為突出的特點是吸附相的高表面積/體積比，帶來的不僅是萃取容量和萃取效率的提升，對水基質中萃取極性較強的化合物也有良好的效果，對萃取寬極性范圍化合物十分友好。

寬極性范圍萃取

產品特點：

● 縮短達到平衡所需的時間，萃取效率更高；

● 增大吸附容量，提高靈敏度，降低檢出限；

● 適用于極性和非極性的揮發性有機物和半揮發性有機物；（log P從0.34-6.53）

● 機械及化學穩定性好，可以在惡劣環境中現場采樣；

● Thin Film SPME應用場景十分廣泛，適用于現場采樣、活體采樣及常規采樣；

● 是一種綠色環保的無溶劑萃取技術；

● 適用于所有標準尺寸的熱脫附儀（3.5x1/4’’）。

使用過程：

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如果你對上述產品或方案感興趣，歡迎隨時聯系德祥科技咨詢

英諾德INNOTEG

英諾德INNOTEG是德祥集團旗下自主研發品牌，專業從事科學儀器設備研發生產的高科技企業，是集實驗室設備研發生產、方法開發、實驗室儀器銷售和技術服務為一體的專業廠家。

多年以來，英諾德INNOTEG致力于研發高效的實驗室創新設備。公司十分重視技術的研究和儲備，一直保持高比例研發投入，創建了一支由博士、碩士和行業專家等構成的經驗豐富的研發團隊，在儀器分析技術領域開展了頗有成效的研究開發工作。此外，英諾德還與各大科研院所、高校合作，積極推進科技成果項目的產業化。英諾德INNOTEG憑借強大的研發能力，注重前瞻性技術研發，已推出多款科學儀器設備及實驗室耗材產品。

德祥科技

德祥科技有限公司成立于1992年，總部位于中國香港特別行政區，分別在越南、廣州、上海、北京設立分公司。主要服務于大中華區和亞太地區——在亞太地區有27個辦事處和銷售網點，5個維修中心和2個樣機實驗室。

30多年來，德祥一直深耕于科學儀器行業，主營產品有實驗室分析儀器、工業檢測儀器及過程控制設備，致力于為新老客戶提供更完善的解決方案。公司業務包含儀器代理，維修售后，實驗室咨詢與規劃，CRO凍干工藝開發服務以及自主產品研發、生產、銷售、售后。與高校、科研院所、政府機構、檢驗機構及企業保持密切合作，服務客戶覆蓋制藥、醫療、商業實驗室、工業、環保、石化、食品飲料和電子等各個行業及領域。

2009至2021年間，德祥先后榮獲了“影響力經銷商"、“年度最佳代理商“、"年度最高銷售獎“等殊榮。我們始終秉承誠信經營的理念，致力于成為優秀的科學儀器供應商，為此我們從未停止前進的腳步。

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