人体呼出气被视为血液顶空气体,通过肺泡交换排出体外,可在一定程度上反映人体的内源代谢情况。近些年,随着医学诊断无损化的不断发展,呼出气分析由于其无创性、无痛性及便捷性,具有临床疾病早期诊断与大规模筛查的潜力,越来越受到人们的重视。然而,人体呼出气的基质复杂,且呼出气中生物标志物的浓度含量低（10^-1212 mol/L-10^-99 mol/L）,难以实现对呼出气中生物标志物的准确灵敏检测。因此,很多时候实际样品需要进行预处理,来达到分析分离所需要的浓度。固相微萃取和热解吸作为样品预处理技术,具有绿色环保、易于操作、经济实用等优点,目前在很多领域得到了广泛应用。这两种技术的核心是用于富集目标物的吸附剂,因为吸附剂的种类和性质决定了方法的灵敏度和选择性。金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）作为一类新型多孔材料,具备许多独特的性质,如种类丰富、可后修饰、稳定性好、孔隙率可调、比表面积大等,在固相微萃取和热解吸领域的应用具有巨大的优势。本文旨在探索MOFs及MOFs涂层的制备,研究MOFs作为吸附剂在几种重大疾病呼出气中生物标志物的富集。具体研究内容如下:1.合成三种MOF材料（ZIF-7、MOF-5、UiO-66）作为吸附剂对糖尿病呼出气体中两种生物标志物（丙酮和异丙醇）的吸附容量进行了对比研究。并通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热重分析对三种MOF材料进行了表征。实验结果表明,UiO-66对丙酮和异丙醇的吸附效果最好,其吸附容量是ZIF-7的2.4-4.2倍,是MOF-5的2.2-3.5倍。将具有最佳吸附效率的UiO-66作为吸附剂,用于实际糖尿病患者呼出气中丙酮和异丙醇的富集检测,并对吸附机理进行了初步讨论。2.对MIL-101（Cr）进行氨基后修饰,并制备后修的MIL-101（Cr）-NH₂固相微萃取涂层纤维。优化萃取实验条件,将自制的MIL-101（Cr）-NH₂萃取纤维用于肺癌患者呼出气中生物标志物的富集。由于氨基的后修饰,使得MIL-101（Cr）-NH₂具有大孔结构和更高的比表面积。实验结果表明,MIL-101（Cr）-NH₂萃取纤维的富集效率高于MIL-101（Cr）及商品化萃取纤维。3.利用重氮诱导锚定技术,以聚氨基苯基层为桥梁,在不锈钢纤维表面通过共价键合方法制备MOF-808涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热重分析对其进行表征。将MOF-808涂层萃取纤维用于腺癌和胃癌患者呼出气中生物标志物的富集,实验结果显示,MOF-808涂层萃取纤维具有富集效率高,寿命长和重现性好的特点。在最佳萃取条件下,将自制萃取纤维用于实际样品分析,并对吸附机理进行了初步探讨。