理学院杨媛老师课题组在Food Chemistry等期刊发表研究论文

近日，理学院杨媛老师在农林科学领域国际顶尖期刊《Food Chemistry》(IF：9.8)发表题为“Point discharge molecular emission spectrometer as a highly sensitive GC detector for the analysis of furans in food products”的研究论文。在化学一区Top学术期刊《Chinese Chemical Letters》（IF：8.9）发表题为“High-throughput miniaturized purge-and-trap device integrating semiconductor refrigeration storage for on-site extraction and long-term preservation of VOCs in water”的研究论文。在化学一区Top学术期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》（IF：7.7）发表题为“A portable chemical vapor generation purge-and-trap point discharge optical emission spectrometer for field selective analysis of Se(IV) in water”的研究论文。

论文“Point discharge molecular emission spectrometer as a highly sensitive GC detector for the analysis of furans in food products”第一作者为杨媛，通讯作者为四川大学邓羽蓉博士和郑成斌教授，西华大学为第一单位。

论文截图和摘要图

呋喃类化合物是食品热加工过程中产生的一类痕量致癌污染物，严重威胁食品安全，因此亟需开发灵敏度高且成本低廉的检测方法。传统气相色谱-火焰离子化检测器/质谱联用技术（GC-FID/MS）因仪器昂贵、操作复杂，在实际应用中受到较大限制。本研究开发了一种尖端放电分子发射光谱仪（PD-MES），作为一种高灵敏度气相色谱检测器，通过检测388.3 nm处CN分子发射光谱，实现了食品样品中呋喃类化合物的高灵敏、准确测定。样品在检测前经顶空固相微萃取（HS-SPME）技术进行富集预处理。与传统基于193.0 nm碳原子发射光谱的检测方法相比，该CN分子发射检测法的灵敏度显著提高了211.43倍，检测限达到0.02–0.08 ng/g，并表现出优异的精密度（RSD < 4.9%）。在十种不同食品基质中的实际验证结果表明，该方法回收率良好，介于83.4%至114.5%之间。本系统为食品中呋喃类化合物的常规监测提供了一种高灵敏、可靠且经济高效的检测方案，特别适用于资源有限的分析环境。

论文“High-throughput miniaturized purge-and-trap device integrating semiconductor refrigeration storage for on-site extraction and long-term preservation of VOCs in water”第一作者为杨媛，通讯作者为四川大学邓羽蓉博士和郑成斌教授，西华大学为第一单位。

论文截图和摘要图

环境水体中VOCs的检测对评估生态安全与健康风险至关重要。 现场采样结合低温保存技术能即时分离、富集VOCs，避免运输过程中的损失，大幅提升检测准确性。本研究开发了一款集成半导体制冷模块的高通量微型吹扫捕集（μP&T）系统，实现了水样中痕量VOCs的现场快速提取与稳定保存。具体而言，将水样注入吹扫容器后，通过微型气泵产生的净化空气进行吹扫，水样中的VOCs经分离后被吸附管预浓缩。完成富集后，吸附管可立即存放于装置的半导体制冷单元中，待运输至实验室后进行热脱附分析。该系统集采样、富集、储存和进样于一体。尤为突出的是，该装置具有体积小、重量轻、功耗低等特点，易于携带至野外现场，也可通过无人机在危险或难以抵达的区域进行运输，显著提升了野外采样的灵活性与安全性。与传统采样保存方法相比，本装置能更稳定地保存目标VOCs，目标分析物在4 oC条件下可保持至少20天。该系统为水体中VOCs的现场采样提供了一种经济高效的解决方案。当与高灵敏度实验室分析仪器联用时，可满足环境水样中VOCs精准、灵敏的检测需求，尤其适用于资源受限的偏远地区。

论文“A portable chemical vapor generation purge-and-trap point discharge optical emission spectrometer for field selective analysis of Se(IV) in water”第一作者为杨媛，通讯作者为西华大学张园园教授、四川大学邓羽蓉博士和郑成斌教授，西华大学为第一通讯单位。

论文截图和实验装置设计图

水中硒（Se）含量升高，尤其以毒性较高的亚硒酸离子［Se(IV)］形态存在时，对生态系统和人类健康构成威胁，因此亟需发展可靠的原位检测技术。微型化氢化物发生/光化学蒸气发生-尖端放电-原子发射光谱系统（HG/PVG-PD-OES）凭借其体积小、能耗低等优势，为硒的现场快速检测提供了有前景的解决方案。然而，现有设备的检测灵敏度仍不足以满足日益严格的健康标准要求，且常伴随固相预富集与解吸流程复杂、操作繁琐等问题。针对以上问题，本研究开发了一种基于乙基化蒸气发生与吹扫捕集（P&T）预富集技术联用的高灵敏度、可现场部署的PD-OES分析平台，用于水中Se(IV)的快速检测。该方法在灵敏度方面显著优于传统HG-PD-OES与PVG-PD-OES方法，提升幅度分别达到17倍和3倍。在优化条件下，基于硒元素在196.03 nm处的原子发射线，该系统对Se(IV)的检出限低至1.8 μg L⁻¹，在20 μg L⁻¹浓度水平下重复测定（n = 11）的精密度为4.3%。通过三种有证标准物质及三种天然水样的分析验证，该方法回收率处于94%–106%之间，显示出良好的准确性。本研究成功构建了一种稳健、无需色谱分离、可用于现场的高灵敏痕量Se(IV)检测平台，顺应了当前对分散式、高灵敏度环境分析技术不断增长的需求。

作者简介：

杨媛，理学博士，硕士生导师。2022年1月加入西华大学理学院任教，主要从事环境与食品污染物分析新方法及新型检测装置的研发，尤其专注于小型化分析仪器的开发，致力于构建适用于环境与食品现场快速分析的技术方法与检测平台。近年来，主持国家自然科学基金青年基金项目1项，以第一作者在Analytical Chemistry、Sensors and Actuators: B. Chemical、Food Chemistry、Chinese Chemical Letters、Analytica Chimica Acta、Microchimica Acta等国际学术期刊发表论文10余篇。