分析技术的最新进展

对来自不同科学领域(如先进材料、地质学、文化遗产、生物组织切片)的固体样品进行表征的需求日益增加，这迫使分析技术在各种各样的基质中进行精确的直接固体分析。激光烧蚀(LA)耦合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)可以在大块和空间分辨分析中对固体进行化学表征。LA-ICP-MS提供了在微量和超微量浓度水平上精确和相对快速的杂原子测量，包括同位素比率，无需或只需少量样品制备。此外，最近的研究重点是利用LA-ICP-MS对生物分子进行分析。本书章节回顾和讨论了LA-ICP-MS的原理、分析性能、新仪器的发展和优缺点。选择代表性的应用程序描述了相关的批量和空间分辨分析。

电子鼻和电子舌头是仿造人类鼻子和舌头分别识别不同气体/蒸汽和液体的生物设备。与生物同源体不同，电子鼻和电子舌也可以用于定量目的。它们由一系列对分析物具有不同选择性的非特异性传感器组成(交叉响应)，通过化学计量学方法，提供了一组复杂的数据，允许对样品进行分类，对所选分析物进行量化，并估计样品的整体性质。在这些设备中，伏安电子舌值得特别关注，因为它们可以产生更大量的信息。这意味着有更大的能力来区分具有密切响应的相似样品和分析物，但也需要更复杂的化学计量学方法来分析和解释数据。在过去的几年里，商业丝网印刷电极的普及鼓励了基于这种丝网印刷器件的伏安电子舌的设计，这些器件经过大量的化学物质、生物分子和纳米材料的修饰。伏安电子舌的多功能性促进了许多应用的发展，主要是在食品分析和环境分析领域，本章将对这些领域进行回顾。

生物制药的主要类别包括重组蛋白、抗体和核酸衍生产品，而合成药物则包括各种有机化合物。作为下游加工的一部分，(生物)药物的纯化主要是通过色谱工艺进行的，这是治疗成本较高的原因。因此，迫切需要开发新的、更有效的分离纯化工艺或改进现有的色谱分离纯化工艺，以生产高质量、低成本的药物。在可供选择的技术中，已证明用于固相萃取方法的无机或有机(纳米)颗粒可能有希望用于(生物)药物的纯化。本章概述了用于获得高纯度和高质量药物的固液分离/纯化过程。对主要的净化工艺进行了介绍和总结。重点介绍了已经取得可持续进展的领域，并结合改进的治疗特征。概述了基于二氧化硅(纳米)粒子、碳基(纳米)粒子(碳纳米管、石墨烯和活性炭)和磁性(纳米)粒子的材料。基于报道的结果，纳米技术可能在未来的药物开发和制造中发挥关键作用，其中合适的功能化(纳米)颗粒的设计是提高选择性和获得(生物)药物的高纯化和回收率的关键因素。

在当今世界范围内广泛生产、制造并用于许多不同用途的众多合成有机化学品中，如多环芳香烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、药物以及被视为新兴污染物的各种其他有机化学物种，农药也包括在内。这些异种生物物质不仅存在于各种环境基质(水、空气和土壤)中，而且还存在于不同生物的生物组织中，以及水果、植物和动物来源的生或加工食品的几个区域中，这些物质对包括人类在内的非目标生物的潜在毒性引起了全球科学界的关注。此外，特定持久性有机污染物在食物链中被放大和累积的效率已经制定了严格的法律、法规和准则，规定了它们的使用以及在食品或饲料中合法容忍的最大残留水平。

确保食品控制和安全是在样品制备的广泛分析阶段(包括提取和/或清理技术)之后实现的，然后是仪器分析，对复杂基质中所含的农药残留进行定性和定量测定，例如食品中痕量水平通常从ng kg-1到μg kg-1不等。因此，需要克服的最重要、最根本和最关键的问题是开发具有高精度、灵敏度、选择性、特异性和可靠性的分析方法，允许在简单的运行(常规分析)中同时测定多种残留物。本章综述了国内外果蔬样品中农药鉴定和定量分析技术的最新进展，重点介绍了分离、富集、消除基质效应、分离和仪器测定等方法。除了母体化合物，初级代谢物和降解产物的测定正在进行审查和讨论。在分析程序的每个阶段出现的缺点和优点进行了严格的审查，并强调了研究的需要和未来的趋势。

蜂蜜是世界上消费量最大的食物之一，具有巨大的营养价值。然而，由于蜂蜜掺假事件的发生，人们对蜂蜜产品的安全性和质量有很多担忧。此外，为了应对食品欺诈，蜂蜜食品行业正在寻求检测蜂蜜产品的蜂蜜真实性。蜂蜜认证的验证是非常困难的。因此开发了新的分析方法，包括液相色谱和气相色谱相结合的质量检测器。甲基糠醛(HMF)含量、淀粉酶活性、多酚含量、糖剖面是食品掺假和真实性调查中最常用的参数。在本章中，将讨论所有用于确定所有这些参数的不同现代分析方法。最后，为了提供关于蜂蜜真实性和掺假的安全信息，还将介绍所有不同的化学计量学方法。

在过去的几十年里，配位聚合物(CPs)的合成出现了热潮，由于其固有的特征，如孔隙率、更大的内表面积、可调节的孔径和多样的拓扑结构等，它成为科学领域的一个引人注目的话题。CPs的合成涉及使用石油衍生配体，多步骤工艺，使用挥发性有机溶剂和有限的溶解度。此外，由于石油成本的持续上升和石油资源即将枯竭，从可再生资源中生产这些CPs一直是工业界和学术界研究人员非常感兴趣的领域。在可再生资源中，腰果壳液(CNSL)及其具有固有功能位点的组分被证明是一种有价值的聚合物前驱体和CPs合成材料。CNSL/或其成分(腰果酚/Col)衍生的CPs在废水处理或作为抗菌剂中的应用是一个非常有趣的话题。

在本章中，简要介绍了基于石油和可再生资源(CNSL)的CP，并讨论了用于表征这些基于CNSL的CP的分析技术，以了解它们的组成、行为及其在不同领域的潜在应用。