一根纤维 vs 一张捕网：萃取量高出75倍！TF-SPME技术升级重新定义泳池VOCs监测

2026-05-22 11:05:56, 英诺德德祥科技有限公司

炎炎夏日，游泳池迎来了客流高峰，各大场馆再现下饺子的热闹场面。当你跃入水中，闻到那股熟悉的特殊气味时，也许并不知道，这其实是一场看不见的化学反应留下的痕迹。

人体分泌的汗液、尿液、皮脂，以及随身携带的化妆品与防晒霜，在与水中的含氯消毒剂相遇后，发生剧烈交锋，催生了环境监测领域的重点防范对象——消毒副产物（DBPs）。

这些挥发性有机物包含了三卤甲烷（THMs）、卤代乙酸及卤代乙腈等复杂成分。它们不仅是那股刺鼻气味的元凶，更是潜伏在清澈池水下的健康隐患。我国GB 37488-2019标准明确规定，人工游泳池水质中的三卤甲烷浓度必须严格控制在200μg/L以下 。然而，面对成分异常复杂的池水基质，如何将这些痕量目标物精准、快速地打捞出来呢？

TF-SPME

如果把传统的固相微萃取（SPME）纤维（Fiber）比作一根钓鱼线，那么由加拿大皇家科学院院士Janusz Pawliszyn教授发明的TF-SPME（薄膜固相微萃取）技术，就是一张铺设在水中的捕网。这项技术将吸附相涂布在碳网片上，这种结构上的革新带来了指数级的性能跃升：

超大表面积：其萃取相体积和比表面积远超传统纤维，吸附容量呈几何级增长；

极致灵敏度：实验数据显示，即使是性能稍弱的涂层，其萃取量也比传统SPME纤维高出35-75倍；

全极性覆盖：无论是极性还是非极性化合物，TF-SPME都能轻松捕捉，特别适合无目标物分析。

实验案例：私人热水浴缸现场采样氯化副产物

Thin Flim SPME薄膜固相微萃取技术对私人热水浴缸进行无目标物现场采样氯化副产物。

实验过程：

萃取方法：使用4片或6片TF-SPME固相微萃取薄膜同时现场采样

搅拌速度：2000rpm

无目标物分析：检测出6种氯仿、溴二氯甲烷、二氯乙腈、氯苯、苯腈和氯化苄，其中氯仿和二氯乙腈的浓度高达270μg/L和79μg/L。

图1：TF-SPME现场取样装置：（A）以2000rpm的速度从泳池中进行4次重复萃取，（B）满载可以装6片TF-SPME薄膜。

如下图所示，研究中对不同的萃取装置进行验证，结果显示，所有涂层的TF-SPME薄膜固相微萃取选手表现都十分优异，PDMS/HLB TF-SPME的萃取量尤其突出，而稍差的PDMS/DVB涂层TF-SPME的萃取量比SPME fiber纤维高出35-75倍！

图2：分别使用65um DVB/PDMS fiber,2cm PDMS SBSE,2cm DVB/PDMS TF-SPME以及2cm HLB/PDMS TF-SPME进行萃取

装置类型	萃取相表面积 (mm²)	萃取相体积 (μL)
SPME Fiber (100μm PDMS)	9.4	0.6
TF-SPME (2cmx4.8mm)	200	9
TF-SPME (4cmx4.8mm)	400	18

TF-SPME以更小的体积提供了更大的吸附面，小体积，吸附。

传统SPME由于采用细长纤维作为基底（通常是石英），质地相对脆弱。在穿透样品瓶垫片或在含有杂质的水样中进行搅拌时，可能出现纤维头折断等问题。此外，经多次使用或水流冲刷，纤维表面的吸附涂层也易剥落，不仅会缩短仪器使用寿命，还会导致检测数据不稳定。

TF-SPME（薄膜固相微萃取）技术在物理结构上进行了改良，解决了这些问题。它用高强度的碳网片作为支撑骨架，并将吸附涂层牢牢附着在网格结构中。不易破损，涂层也不易脱落。不仅降低了实验耗材的损耗率，也保障了现场采样数据的准确性和重现性。

2026最新进展：更绿、更快、更智能

如果说几年前TF-SPME还主要停留在实验室研发阶段，那么现在的它已经完成了多项技术迭代——绿色化学的巅峰（Green Analytical Chemistry）：

最新的TF-SPME技术完全符合绿色分析化学原则。它无需任何有机溶剂，直接实现采样、萃取、浓缩一体化，极大地降低了实验室的碳足迹。

无溶剂萃取：

整个萃取-分析过程无需有机溶剂，极大程度地避免了溶剂去除过程中带来的样品损失问题，利用薄膜的大容量优势，通过直接热脱附实现极速筛查，效率提升数倍。

新型HLB材料应用：

研究引入了亲水亲油平衡（HLB）等新型涂层材料，进一步增强了对极性与非极性VOCs的捕捉能力，在VOCs的分析领域上更加强大。

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