基于Salivette?生物相容性材料的移液枪头微萃取技术开发及其在尿液中美金刚检测中的应用研究

为解决复杂生物样本前处理中传统固相萃取技术耗时长、成本高的问题，研究团队创新性地将商用Salivette?合成材料改造为移液枪头式微萃取吸附剂，以阿尔茨海默症治疗药物美金刚(MEM)为模型化合物，建立了尿液中药物监测的高效分析方法。该方法线性范围5-500 ng/mL，LOD达1 ng/mL，单次分析仅需7分钟，为临床药物监测提供了绿色、经济的解决方案。

　　

在生物样本分析领域，样本前处理始终是制约检测效率的瓶颈环节。传统固相萃取技术虽广泛应用，但面临吸附剂合成复杂、耗时长、成本高等问题。尤其对于阿尔茨海默症常用药物美金刚(MEM)这类缺乏发色团的化合物，还需额外衍生化步骤，进一步增加了分析难度。现有移液枪头微萃取技术虽能简化流程，但商业化的DPX枪头单价高达8-10欧元，且纤维素或整体柱等吸附剂存在堵塞风险。如何开发兼具高效、经济、环保的前处理方法，成为临床药物监测领域亟待突破的技术难题。

来自希腊亚里士多德大学的研究团队另辟蹊径，从日常实验器材中寻找解决方案。研究人员偶然发现用于唾液采样的Salivette?合成棉签对含氨基化合物具有特殊亲和力，这种由聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)和低密度聚乙烯(HDPE)构成的生物相容性材料，兼具纤维状多孔结构和酯基官能团，可能成为理想吸附剂。以此为突破口，团队开创性地将其改造为移液枪头微萃取装置，并以尿液中MEM检测为概念验证，建立了一套完整的分析方法。

研究主要采用四种关键技术：通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征材料形貌与化学结构；采用Box-Behnken实验设计优化衍生化条件；基于Langmuir/Freundlich模型研究吸附机制；参照FDA指南进行方法学验证。实验样本包括6名健康志愿者提供的空白尿液和服用MEM患者的真实尿液样本。

材料表征揭示吸附优势

SEM显示Salivette?材料具有均匀的纤维网状结构，500倍放大下可见光滑表面，保障了液体快速通过。FT-IR在1710 cm^-1处发现PET特征羰基峰，X射线衍射(XRD)显示25.6°的PET晶体衍射峰，差示扫描量热法(DSC)检测到251°C的PET熔融峰，证实材料主要由PET/HDPE组成。这种结构通过疏水作用和酯基-氨基氢键协同吸附MEM，Langmuir模型拟合度(R²=0.9832)表明其为单分子层吸附，最大吸附量达38.2 mg/g。

微萃取条件系统优化

将50 mg切割成半圆形的吸附剂装入无筛板枪头，建立"两吸两排"的动态萃取模式。关键参数优化显示：水/乙腈(20:80 v/v)混合溶剂洗脱效率达85.2%，优于纯乙腈；pH 3-11范围内回收率稳定，证实吸附以疏水作用主导；单次水洗即可消除基质效应，使水与尿液标准曲线斜率比达117%(FDA要求80-120%)。相比传统Oasis HLB吸附剂(93.8%回收率)，该材料成本仅为1/20，且避免筛板堵塞问题。

分析方法性能卓越

经OPA-NAC衍生化后，HPLC-FLD在5-500 ng/mL范围内线性良好(r>0.9920)。日内/日间精密度RSD<14.7%，回收率87.4-115.9%，LOD和LOQ分别为1 ng/mL和5 ng/mL。应用于患者服药后尿液检测，发现3小时血药浓度达峰值488 ng/mL，24小时仍可检测到181 ng/mL，与文献报道的MEM代谢特征相符。

绿色创新双重认证

通过VIGI创新指数评估获得75分(基准值50)，在材料创新、微型化等方面表现突出。AGREEprep绿色度评分0.55，主要失分点在于衍生化试剂毒性，但溶剂用量仅500 μL/次，符合绿色化学原则。

该研究首次将医用采样材料转化为高效萃取介质，解决了传统技术成本与效率难以兼顾的困境。建立的"枪头即设备"策略，无需复杂修饰即可实现MEM的高效富集，为临床药物监测提供了新思路。未来通过开发多通道自动化平台，有望进一步推动该技术在治疗药物监测(TDM)领域的规模化应用。材料表征显示的可重复使用特性，也为发展可持续性样品前处理技术指明方向。这项源自实验室偶然发现的创新，生动诠释了"转化研究"的真谛——将日常医疗耗材转化为解决科学难题的钥匙。