Title: High-Throughput and Rapid Screening of Low-mass Hazardous Compounds in Complex Samples

Authors: Jing Wang, Qian Liu*, Yan Gao, Yawei Wang, Liangqia Guo, Guibin Jiang

Abstract:

Rapid screening and identification of hazardous chemicals in complex samples is of extreme importance for public safety and environmental health studies. In this work, we report a new method for high-throughput, sensitive, and rapid screening of low-mass hazardous compounds in complex media without complicated sample preparation procedures. This method is achieved based on size-selective enrichment on ordered mesoporous carbon followed by matrix-assisted laser desorption/ionization–time-of-flight mass spectrometry analysis with graphene as a matrix. The ordered mesoporous carbon CMK-8 can exclude interferences from large molecules in complex samples (e.g., human serum, urine, and environmental water samples) and efficiently enrich a wide variety of low-mass hazardous compounds. The method can work at very low concentrations down to part per trillion (ppt) levels, and it is much faster and more facile than conventional methods. It was successfully applied to rapidly screen and identify unknown toxic substances such as perfluorochemicals in human serum samples from athletes and workers. Therefore, this method not only can sensitively detect target compounds but also can identify unknown hazardous compounds in complex media.

Link: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.5b01550

文章思路：这个工作是我非常喜欢的一个工作，是一个从科学问题出发的研究工作，而且最终也达到了很好的效果。在我们之前工作中发现石墨烯可以作为MALDI基质来分析小分子污染物，然后我们就考虑是否能够开发一个方法能够真正地应用于实际样品中污染物的快速筛查和分析。为了达到这一目的，首先要克服的就是实际样品中复杂基质的干扰。为了解决这一问题，光使用石墨烯是远远不够的，于是我们就将目光投向了另一类新材料——有序介孔分子筛。利用分子筛的尺寸选择性吸附来分离样品中的小分子污染物和干扰大分子，同时起到富集目标分析物的作用。这样通过多种材料的联合使用，来解决实际分析中的难题。

实验过程：得益于一开始目的就非常明确，思路比较清晰，整个实验进行得也比较顺利，基本上完全按照初始实验设计进行下来了。这其实是非常走运的一件事情，因为大部分时候实验的最终方案和初始设计都会有很大的偏离。一开始就找来了不同类型的分子筛来测试其对不同类型的小分子污染物的分离效果，并且测试了方法在不同环境和生物介质中的性能。此外，得益于我们是一个环境科学实验室，我们很容易就找到一批现成的实际样品——一家氟化工厂的工人血样。用这个新方法对工人血样中的含氟物质进行了快速筛查，同样一批样品，传统方法需要3-4天才能完成分析，而这种新方法只需要不到4个小时，且分析结果基本一致。这是一个非常显著的进步。

文章投稿：文章撰写好后，因为对结果很有信心，一开始投了一区杂志，结果没有送审。然后就改投AC了，送审后二十天左右回来两位审稿人意见，均给了Publish either as is or subject to minor revisions，并分别在Significance和Technical Quality给出了Top 5%。按照审稿意见修改好后，一周后accept了。后来还接到Chemical & Engineering News的邮件，说他们觉得这个工作很有意思，想写一个有关的story云云，于是约好了电话采访。因为是第一次电话采访，于是很认真地准备了采访材料，结果。。。竟然被老外放鸽子了！！然后第二天在完全没有准备的情况下老外打电话过来了@_@大姐你玩我呢。。。好歹采访完了，现在就坐等新闻稿出来了。。。

Fulltext: Screening of low-mass compounds.pdf