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肺癌是常见的肺原发性恶性肿瘤,已经成为人类因癌症死亡的主要原因。而大气颗粒物（PM2.5）由于粒径小,容易深入肺部引发炎症和呼吸道疾病,被认为与肺癌的发生有很大关系。肺癌发病率和死亡率逐年攀升很大程度上是由于早期诊断率过低,不能及时发现病情,因此提高肺癌早期诊断率是延长患者生命的关键。以呼出气体中挥发性有机化合物（VOCs）作为肺癌潜在标志物,结合固相微萃取技术与气相色谱-质谱联用法检测,可以提供一种安全无创、有潜力的肺癌早期诊断方法,并有望建立一种大气颗粒物的环境暴露毒理学研究新策略。但无论是人体呼出气体,还是肺部组织、细胞等的呼出气体,其成分都非常复杂,将VOCs从复杂的气体基质中分离富集需要合适的样品前处理方法。固相微萃取（Solid Phase Microextraction,SPME）是一种新型样品前处理技术,其操作简单方便,无需溶剂,可与检测仪器实现联用,且集采样、萃取、富集、进样于一体,已被广泛应用于多个领域。纤维头固相微萃取只需少量萃取相便能实现目标物的富集,在气体成分检测方面应用极广。纤维头完成对目标物的萃取后,可直接在气相色谱-质谱联用仪热解析,进行分离和检测。本实验合成了氧化石墨烯/聚苯胺/聚吡咯、氧化石墨烯/聚苯胺/聚多巴胺新型固相微萃取涂层,将SPME与气相色谱-质谱联用,用于检测人胚胎成纤维细胞系（MRC-5）和PM2.5染毒的MRC-5呼出气体中的挥发性代谢物。本文主要研究内容如下:1.通过原位电沉积法在不锈钢丝上合成氧化石墨烯/聚苯胺/聚吡咯新型固相微萃取涂层,基于此材料建立了一种简单、灵敏的固相微萃取-气相色谱-质谱联用法,用于MRC-5和肺腺癌上皮细胞系顶空气体中挥发性代谢物的检测。对复合材料的表面形貌、热稳定性、使用寿命和萃取效率进行了详细考察,该材料的萃取效率优于商品化纤维头（PDMS,PDMS/DVB,PA）。对影响萃取和解析性能的条件进行了优化。在最优条件下,考察了方法的灵敏度、线性、精密度等方法学参数。该法在0.002-40 μg L-1具有良好的线性关系,检出限为1.0 ng·L-1,单根纤维的相对标准偏差在1.2-13.6%之间,不同批次纤维相对标准偏差为1.9-18.0%。应用外标法检测MRC-5和肺腺癌上皮细胞系顶空气体中的代谢物的含量,结果表明该方法简单灵敏,重现性好,可用于细胞中挥发性代谢物的研究。2.通过电沉积法在不锈钢丝上合成氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,并在其表面进行了聚多巴胺修饰,得到新型氧化石墨烯/聚苯胺/聚多巴胺固相微萃取涂层。基于此材料,建立了一种快速、低成本、高灵敏度的固相微萃取-气相色谱-质谱联用法,用于不同浓度PM2.5染毒后MRC-5顶空气体中挥发性代谢物的检测。对复合材料的表面形貌、热稳定性、使用寿命和萃取效率做了详细考察,并对影响萃取性能和解析性能的条件进行了优化。在最优条件下,考察了方法的回收率、线性、精密度、灵敏度等参数。该法在0.001-40 μg L-1范围内线性关系良好,线性相关系数大于0.9922。单根纤维的相对标准偏差在1.1-8.4%之间,不同批次纤维相对标准偏差为0.2-11.2%,对于九种VOCs目标物,该方法的检出限为0.3 ng·L-1,回收率为84-109%。利用外标法测定不同浓度PM2.5染毒的MRC-5顶空气体中的目标物的含量,该方法灵敏高效,有望为大气颗粒物的细胞毒理学研究提供理论依据。