食品的质量与安全直接关系到人类的身体健康和生命安全，关系到经济发展和社会和谐，已成为近年来社会关注的焦点。许多国家对食品安全和环境保护越来越重视，对食品安全的监控越来越严格，这就推动着食品和环境中农药残留等污染物的高灵敏分析技术不断向前发展。样品前处理是分析过程中最重要、最关键的步骤之一。通过样品前处理可以使被检测物质从样品中分离，减少或者消除基质干扰，还能够对分析物进行浓缩从而达到痕量分析的目的。固相微萃取作为一种集提取、净化、浓缩、进样于一体的新型样品前处理技术，以其无需溶剂、高效、方便、快速等优点在食品、环境和生物等领域获得了广泛的应用。　　本论文将新型的固相微萃取技术与气相色谱和气相色谱-质谱相结合建立了果蔬等食品和环境样品中多种农药残留和有机污染物的检测新方法。在系统查阅有关文献资料的基础上，主要进行了以下研究工作:　　(1)采用一步碳化法，以金属骨架材料ZIF-67为模板合成了多孔的纳米碳材料(Co-NPC)并用于固相微萃取涂层。该固相微萃取纤维是将Co-NPC以物理粘合法涂渍在预处理的不锈钢丝上制成。与GC-μECD联用测定了甘蓝菜、黄瓜和大白菜等蔬菜样品中的有机氯杀虫剂，显示了良好的重现性（相对标准偏差RSDs＜11.0％），较宽的线性范围(0.30～50 ng/g)，较低的检出限（0.07～0.45 ng/g）和较高的富集倍率（2811～4569倍）。研究进一步探明了Co-NPC的富集机理:π-π相互叠加作用和疏水作用是Co-NPC纤维富集分析物的两个主要因素。基于Co-NPC涂层的DI-SPME-GC-μECD方法测定甘蓝菜，黄瓜和大白菜蔬菜等样品的回收率在87.9％～103.9％之间，相对标准偏差在5.1％～11.3％之间。Co-NPC涂层的固相微萃取纤维与GC-μECD联用的方法适用于实际果蔬样品中有机氯农药残留的简单快速测定。　　(2)本研究以金属骨架化合物ZIF-90为模板和先导物，以糠醇和氨水为二级碳源经过高温碳化制备了比表面积较大的多孔碳材料:ZIF-90-NPC。以ZIF-90-NPC材料作为涂层通过物理涂渍到不锈钢丝上制备了固相微萃取纤维，并且建立了基于ZIF-90-NPC涂层纤维与GC-μECD联用测定了桃、黄瓜和甘蓝菜等实际果蔬样品中八种常用的拟除虫菊酯类杀虫剂的新方法。方法重现性好(单根纤维RSDs＜8.0％和纤维-纤维之间的RSDs＜10.9％)，线性范围较宽（0.17～50 ng/g，r2＞0.993），检出限(0.09～0.50 ng/g)和定量限(0.30～1.67 ng/g)较低。该方法在测定实际蔬菜样品时具有良好的回收率(86.0％～104.2％)，相对标准偏差在4.8％～12.9％。　　(3)研究制备了MOF-5/GO复合材料，并通过化学键合的方法制备出新颖的固相微萃取纤维。然后将基于MOF-5/GO纤维的DI-SPME与GC-μECD联用，建立了测定葡萄、苹果、黄瓜和大白菜等果蔬样品中三唑类杀菌剂的新方法。MOF-5/GO颗粒间与烷基功能化的不锈钢丝之间的共价键提高了MOF-5/GO涂层的稳定性和机械强度。并且，建立的DI-SPME-GC-μECD方法取得了较低的检出限（0.05～1.53 ng/g），良好的回收率(85.6％～105.8％)，适宜的线性范围(0.17～100 ng/g)和良好的精密度(RSDs，4.1％～8.7％)。MOF-5/GO涂层的固相微萃取纤维与GC/μECD联用的方法适用于实际果蔬样品中三唑类杀菌剂的测定。　　(4)制备了铁(Ⅲ)基金属骨架材料与氧化石墨烯的复合材料(MIL-88(Fe)/GO)并将其作为涂层通过化学键合到不锈钢丝上，制备出稳定的固相微萃取纤维。建立了基于MIL-88(Fe)/GO涂层纤维与GC-FID相结合测定食用油中邻苯二甲酸酯类塑化剂的新方法。实验优化了影响萃取效率的离子强度、萃取温度、萃取时间和解析条件等主要影响因素。在优化的实验条件下，方法测定食用油样品中塑化剂的检出限在0.5～3.0 ng/g之间，定量限在1.7～10.0 ng/g之间。单根纤维萃取10 ng/g邻苯二甲酸酯类塑化剂的RSDs在4.0％～9.5％之间。纤维-纤维之间的萃取精密度低于11.4％。将基于MIL-88(Fe)/GO纤维的DI-SPME-GC-FID方法应用到测定大豆油、葵花籽油、玉米油和食用调和油等食用油中的邻苯二甲酸酯类塑化剂(10.0 ng/g)的加标回收率在86.8％～103.5％之间，相对标准偏差小于9.3％。　　(5)以简单的无机离子Ca2+为桥联，将氧化石墨烯自组装为三维石墨烯。采用溶胶凝胶与物理粘合相结合的方法制备了三维石墨烯涂层固相微萃取纤维。将三维石墨烯涂层的固相微萃取与气相色谱相结合，以顶空固相微萃取的方式测定了水样和土壤中的挥发性多环芳烃。该纤维表现出良好的耐热性，能够重复使用150次以上，且萃取效率没有明显降低。通过对纤维的富集机理的研究表明，纤维与分析物间以π-π相互叠加作用和疏水作用相结合，对多环芳烃的富集倍率要高于邻苯二甲酸酯类塑化剂和直链烷烃。基于三维石墨烯涂层HS-SPME-GC-FID方法在测定实际的水样和土壤样品时，取得了适宜的线性范围，较低的检出限和良好的回收率（水样:80.1％～102.6％;土壤，76.6％～93.8％）。纤维具有良好的重现性，单根纤维和纤维-纤维之间的相对标准偏差分别在4.6％～8.8％之间和6.4％～11.9％之间。　　(6)以蔗糖为碳源，沸石结构ZSM-5作为模板剂，采用硬模板法制备了较大比表面积和孔径的有序介孔碳材料(OMC-ZSM-5)。采用溶胶凝胶法制成OMC-ZSM-5涂层固相微萃取纤维，将其与气相色谱联用，建立了测定土壤中多环芳烃(PAHs)残留的新方法。考察了影响OMC-ZSM-5涂层固相微萃取的诸多因素:萃取时间、萃取温度、解析温度、解析时间、加盐量和水样顶空体积比等。在优化的实验条件下，PAHs在1.7～100 ng/g的范围内线性良好，检出限为0.5～1.6 ng/g，单根纤维的RSDs范围在4.6％～7.9％之间。该方法已成功应用于土壤中PAHs（萘、苊、芴、菲、蒽、荧蒽和芘）的测定，回收率在88.0％～103.8％之间，相对标准偏差低于10.6％，测定结果令人满意。　　(7)以对苯二胺和均苯三甲酰氯为原料，采用简单的一步反应在室温下合成了具有良好耐热和耐溶剂性的共价有机骨架聚合物——COF-SCU1，并将其用作固相微萃取纤维的涂层材料。通过环氧树脂物理粘合的方法，将COF-SCU1涂层在不锈钢丝上制成稳定耐用的固相微萃取纤维。建立了基于COF-SCU1纤维的HS-SPME与GC-MS联用分离和富集空气样品中气态苯系物的新方法。该方法具有良好的精密度(＜8.9％)、较高的萃取富集倍率(276～887)、适宜的线性范围(0.10～20 ng/L)和较低的检出限（0.03～0.15 ng/L），为测定空气中的挥发类气态苯系物提供了一种简便、快速的方法。COF-SCU1对苯系物的较高富集倍率是由于COF-SCU1材料的骨架中存在着大量的苯环等芳香基团与分析物之间可以产生π-π相互叠加作用和疏水作用。而且，将共价有机骨架聚合物应用到固相微萃取等样品前处理技术中，不仅拓宽了COFs材料的应用范围，也为固相微萃取新涂层材料的选择提供了重要的参考。