基于分子印迹聚合物的自动化移液枪头分散微固相萃取技术用于环境水体中酮洛芬的检测：概念验证与性能评估

为解决环境水体中非甾体抗炎药残留检测存在的样品前处理步骤繁琐、商业固相萃取柱成本高昂等问题，研究人员开发了基于分子印迹聚合物(MIP)的自动化移液枪头分散微固相萃取(MIP-DPX)技术。该研究以酮洛芬(KTP)为模板分子，壳聚糖为功能单体，成功构建了具有选择性吸附能力的MIP-DPX系统，在pH 4.0条件下通过8次吸排循环实现91-109%回收率。该方法通过Complex GAPI和AGREE评估显示其绿色环保特性，为环境污染物监测提供了简便、经济的新方案。

　　

随着非甾体抗炎药(NSAIDs)在环境中的持续累积，酮洛芬(KTP)作为典型药物污染物在河流、地下水甚至海水中被频繁检出，其生态毒性和生物富集效应引发广泛关注。传统固相萃取(SPE)技术虽能有效富集痕量污染物，但面临商业柱成本高、操作步骤繁琐、有机溶剂消耗大等瓶颈。更棘手的是，现有分散微固相萃取(D-μSPE)系统受限于商业化枪头产品种类稀少，且分子印迹聚合物(MIP)因传质效率低难以适配自动化平台。这些矛盾使得开发兼具高选择性、低成本和环境友好特性的新型样品前处理技术成为分析化学领域的迫切需求。

针对这一技术空白，来自Tanta大学（埃及）的Mohammed T. Shehabeldeen研究团队在《Talanta Open》发表创新性研究，首次将MIP与分散移液枪头萃取(DPX)技术相结合。研究人员以生物可降解的壳聚糖为功能单体，戊二醛为交联剂，KTP为模板分子制备分子印迹聚合物，通过扫描电镜(SEM)和动态光散射(DLS)证实其多孔结构（平均粒径1.69 μm），结合能谱(EDX-SEM)分析揭示Cl^-作为抗衡离子参与静电吸附。将10 mg MIP装载于1000 μL移液枪头中，建立自动化MIP-DPX工作流程，通过系统优化吸附pH、洗脱体积和吸排循环次数等参数，最终在pH 4.0条件下采用8次吸排循环和500 μL甲醇洗脱实现最佳性能。

关键技术方法包括：1）以壳聚糖-戊二醛体系制备KTP印迹聚合物；2）动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)表征材料特性；3）构建含棉垫支撑的枪头萃取装置；4）紫外分光光度法(UV-Vis)定量分析；5）采用Complex GAPI、AGREE和BAGI评估方法绿色度与实用性。研究使用的实际水样来自埃及Bahr Shebin尼罗河运河，经0.45 μm滤膜预处理。

3.1. 聚合物表征
SEM显示MIP具有典型的多孔 imprinting 空腔结构，与非印迹聚合物(NIP)的致密表面形成鲜明对比。结合294.11 mg/g的吸附容量和7.97的印迹因子，证实了特异性识别位点的成功构建。

3.2. KTP吸附条件优化
静电相互作用主导的吸附机制在pH 4.0达到最佳平衡，此时壳聚糖氨基质子化与KTP羧酸根电离状态匹配。甲醇洗脱体积优化实验表明500 μL可实现洗脱效率与浓缩效应的最佳平衡。

3.3. 方法验证
建立2-15 μg/mL线性范围(R²=0.997)，检出限0.37 μg/mL。日内/日间精密度RSD<2%，加标水样回收率91-109%，满足环境分析要求。

3.5. 绿色度与实用性评估
相比传统磁分散萃取法，MIP-DPX的AGREE评分从0.61提升至0.78，BAGI实用性指数达75分。壳聚糖生物基质的应用显著降低环境负荷，8分钟完成处理的优势凸显高通量特性。

3.6. 方法学比较
虽灵敏度不及色谱联用技术，但MIP-DPX以10 mg吸附剂、0.5 mL甲醇和8 mL样品的低消耗，在操作简便性和成本效益方面超越多数报道方法。

这项研究开创性地证明了MIP材料在自动化DPX系统中的适用性，为解决环境药物污染物监测中的"选择性-自动化-绿色化"不可能三角提供了新思路。采用生物可降解的壳聚糖基质，不仅实现了294.11 mg/g的高吸附容量，更通过移液枪头的微型化设计将有机溶剂消耗降低80%以上。特别值得注意的是，该方法首次将Complex GAPI与BAGI评估工具联用，从环境友好性和操作实用性双重维度确立了新型样品前处理技术的评价标准。尽管在痕量检测方面仍需结合高灵敏度仪器，但该工作为发展个性化MIP-DPX检测平台奠定了基础，未来通过引入多模板印迹或纳米材料复合，有望拓展至抗生素、农药等新兴污染物的同步监测领域。