基于可重复使用天然低共熔溶剂的阳离子染料快速选择性微萃取：RSM优化与绿色评估

本推荐文介绍了一种由薄荷醇和油酸制备的天然低共熔溶剂（NADES），通过Box-Behnken设计（BBD）优化参数，实现了对结晶紫（CV）和孔雀石绿（MG）的高效微萃取。该方法仅需2分钟，无需分散溶剂或乳化剂，具有高选择性（LODs低至9.1–11.9 μg·L?1），回收率达90.6–100.0%，并通过AGREE、CaFRI、BAGI和CAC工具验证了其绿色性与实用性。

　　

Highlight

本研究采用薄荷醇作为氢键受体（HBA）、油酸作为氢键供体（HBD）制备了天然低共熔溶剂（NADES），用于萃取阳离子染料结晶紫（CV）和孔雀石绿（MG）。通过响应面法（RSM）中的Box-Behnken设计（BBD）优化了pH、NADES体积和盐浓度等关键参数，建立了二次微萃取模型（R²值分别为0.9981和0.9974）。该方法萃取时间极短（仅2.0分钟），无需分散溶剂或乳化剂，且在单组分及混合溶液中对阳离子染料表现出高选择性。CV和MG的检测限（LOD）分别为9.1和11.9 μg·L^?1。实际鱼样和水样的加标回收率为90.6%至100.0%。通过Analytical Greenness Calculator（AGREE）和Carbon Footprint Reduction Index（CaFRI）评估了方法的绿色性与可持续性，同时使用Click Analytical Chemistry（CAC）和Blue Applicability Grade Index（BAGI）验证了其实际应用潜力。

Chemicals

实验所用试剂包括薄荷醇（≥98.0%）、油酸（≥99.0%）、甲酸（≥98.0%）、乙腈（≥99.9%），以及结晶紫、孔雀石绿、亚甲基蓝、柠檬黄、罗丹明B、刚果红、甲基橙和诱惑红等染料（均购自德国Merck公司）。染料化学结构及分子量见表S1。其他化学品为分析纯，未经额外纯化。采用不同缓冲溶液调节pH值。

FTIR spectra

通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了薄荷醇、油酸及二者形成的NADES（比例1:2）在染料萃取前后的特征峰（图2）。薄荷醇的O–H伸缩振动和弯曲振动峰分别位于3242 cm^?1和1457 cm^?1（图2a），C–O伸缩振动峰位于1033 cm^?1。油酸的C=O和C–O伸缩振动峰分别位于1703 cm^?1和1281 cm^?1（图2b）。

Conclusion

本研究开发了一种NADES-DLLME方法，采用薄荷醇（HBA）和油酸（HBD）制备的天然低共熔溶剂（NADES），用于萃取水产品和环境水样中的结晶紫和孔雀石绿染料。该方法具有制备简便（1.0分钟）、萃取快速（仅需2.0分钟）、回收率高、绿色环保等优势，且对阳离子染料的选择性突出，NADES可重复利用，为环境与食品样品中有害染料的监测提供了实用且可持续的分析方案。