亲水性核壳结构磁性共价有机框架的简易构建及其在牛奶样品中五种糖皮质激素高效磁固相萃取的应用

本研究通过后修饰策略成功构建亲水性核壳结构磁性共价有机框架（HMCOF），实现了对水体和乳制品中五种糖皮质激素的高效磁固相萃取（MSPE）。该材料兼具亲水外层、多孔结构和超顺磁性，展现高吸附容量（50.77–80.25 mg·g?1）和良好重复使用性（5次循环后保留80%吸附能力）。所建立HMCOF-MSPE-UPLC方法线性良好（R2≥0.9991）、检测限低（0.2–1.4 ng·mL?1），为食品中糖皮质激素分析提供新方案。

　　

亮点

本研究通过创新性后修饰策略构建的亲水性磁性共价有机框架（HMCOF），实现了对生物样本中糖皮质激素的高效捕获，其独特的核壳结构与亲水修饰显著降低了非特异性蛋白吸附，为复杂基质中痕量分析物萃取提供了新材料范式。

化学品与材料

实验采用阿拉丁公司提供的曲安西龙（TAL）、泼尼松（PDS）、可的松（CTS）、地塞米松（DAS）、醋酸可的松（CTA）等标准品，3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）及乙二醇二缩水甘油醚（EGDE）作为功能化试剂。共价有机框架单体TAPB与TPA购自麦克林，亲水修饰剂甲氧基聚乙二醇醛（mPEG-CHO, MW=5000）和模型蛋白（BSA、BHB、LYZ）由J&K Scientific供应。

HMCOF的制备与表征

如图1所示，首先通过APTES在Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米颗粒表面引入氨基，随后以TAPB和TPA为单体通过缩聚反应构建共价有机框架壳层，最终利用mPEG-CHO对表面环氧基团进行亲水修饰。所得HMCOF兼具超顺磁性（饱和磁化强度42.6 emu·g^?1）、高比表面积（152.3 m²·g^?1）和优异亲水性（水接触角降至37°），其核壳结构有效阻止了蛋白非特异性吸附（对BSA吸附量仅2.1 mg·g^?1）。

结论

本研究开发的亲水性磁性共价有机框架（HMCOF）展现出卓越的糖皮质激素吸附性能、快速磁分离能力和良好重复使用性。基于HMCOF的MSPE-UPLC方法成功应用于自来水与真实牛奶样本分析，为食品基质中多类别糖皮质激素的高通量检测提供了可靠技术平台。相较于传统免疫吸附材料，HMCOF具有制备成本低、稳定性强且无需低温储存的突出优势。

作者贡献声明

李志鹏与陈日苏共同完成原始手稿撰写与方法学建立；杨龙鑫与李晗玥提供资源支持；张涵进行数据分析；王先华与冉瑞雪负责论文审阅、概念化设计与数据 curation。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究的财务利益或个人关系冲突。

致谢

本研究由国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目（2024YFE0199100）资助。