基于共晶溶剂的分散型固液微缩方法的开发,用于测定水生植物中新兴的含氮化合物

《Journal of Chromatography A》:Development of a dispersive solid-liquid miniaturized method based on eutectic solvents for the determination of emerging nitrogenous compounds in aquatic plants

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月31日 来源:Journal of Chromatography A 4.0

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   Deep Eutectic Solvent-Based Vortex-Assisted Liquid–Liquid Extraction for Polycyclic Aromatic Nitrogen Heterocycles in Eichh

   Deep Eutectic Solvent-Based Vortex-Assisted Liquid–Liquid Extraction for Polycyclic Aromatic Nitrogen Heterocycles in Eichhornia crassipes
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    开发了一种基于深度共晶溶剂的涡流辅助液-液微型萃取方法。
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    实验设计有效优化了萃取和溶剂分配过程。
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    三个互补的指标支持了该方法的分析可行性。
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    在根部和地上组织中定量了多环芳烃氮杂环化合物。

引言

多环芳烃氮杂环化合物(PANHs)是一类芳香环中的碳原子被氮原子替代的化合物,包括吡啶、萘、喹啉、咔唑及其烷基化衍生物。PANHs在环境中的存在主要与人为来源有关,特别是化石燃料的不完全燃烧、生物质燃烧和工业活动[1,2]。由于其持久性、毒性和致癌潜力,PANHs作为新兴污染物受到了越来越多的关注,但在环境监测研究中的研究相对较少,通常也不包括在常规的监管监测中[3,4]。
凤眼蓝(Eichhornia crassipes)是一种用于评估水生环境中PANHs存在的潜在基质。这种植物可以通过从周围水中吸收、从根部转移到地上组织以及大气颗粒物在其暴露表面沉积来积累污染物[5, [6], [7]]。然而,由于基质的复杂性,在植物组织中检测痕量级的PANHs是一个挑战,这凸显了需要高效样品制备程序的重要性,以确保充分提取并最小化基质相关的干扰。
关于环境基质中PANHs检测的研究相对较少,主要集中在大气颗粒物[1,8]、沉积物[9, [10], [11]、土壤[12,13]、生物体[14, [15], [16]和水样[17,18]上。大多数研究针对的是有限数量的PANHs,或者与其他化合物类别同时进行检测[8,19,20]。PANHs的样品制备通常依赖于索氏萃取[11,13,21,22]、超声波辅助萃取(UAE)[1,15]和加速溶剂萃取(ASE)[12,16],这些方法可能需要大量的有害有机溶剂。因此,需要开发符合绿色分析化学(GAC)原则的可持续样品制备方法[23]。
深度共晶溶剂(DESs)由于具有某些特性,成为传统有机溶剂的理想替代品。它们由两种或更多组分按定义的摩尔比混合而成,通常是氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD),形成的混合物熔点低于各组分的熔点[25,26]。DESs成本低廉、易于制备,并且具有可调的物理化学性质,但其毒性和生物降解性取决于其组成[23, [24], [25], [26]]。然而,它们的粘度和低挥发性可能限制了与气相色谱-质谱(GC-MS)的直接兼容性,从而导致残留物在进样器和色谱系统中的积累[23,25,27]。可以使用少量有机溶剂进行分配步骤,将分析物从富含DES的相转移到适合GC的相中,以便进行仪器分析。
在微型萃取方法中,涡流辅助的固液微型萃取(VSLME)使用少量溶剂从固体基质中提取分析物提供了一种简单策略[28,29]。涡流搅拌增强了样品与萃取相之间的传质,促进了分析物的扩散,减少了萃取时间和溶剂消耗。结合DESs的VSLME可以通过利用其物理化学性质进一步提高萃取性能,并减少传统有机溶剂的使用,使得基于DES的VSLME成为从复杂环境基质中提取PANHs的有希望的方法。
因此,本研究旨在开发并验证一种基于DES的VSLME方法,用于使用GC-MS检测凤眼蓝样品中的PANHs,并评估其分析的环保性、适用性和可持续性。

章节摘录

化学试剂和溶液

四丁基溴化铵(TBAB)≥98.0%、乙二醇(EG)99.8%、甘油(Gly)≥99.5%、氯化胆碱(ChCl)>98.0%和丙酸(PA)均购自默克公司(美国新泽西州肯尼洛斯沃思),用于制备共晶混合物。光谱/HPLC级别的异辛烷(ISOOC)、甲苯(TOL)和环己烷(CHEX)也购自默克公司,用作分配溶剂。
共使用了13种PANH标准品,这些标准品购自Chiron公司(挪威特隆赫姆)

DES优化

基于三种DESs在0.300 mg L-1添加水平下对单个PANHs的回收率评估了其萃取性能(见表S2,图2)。TBAB:PA(1:2)的萃取性能有限,Ca、Ca-d8、3-ECa、1,8/2,7-DMCa和1,4,8-TMCa的回收率低于50%,而9-PCa的回收率超过120%。TBAB:EG(1:2)萃取到了更多的PANHs;然而,有九种化合物的回收率超过了120%,表明在这种条件下响应显著增强

结论

成功开发并验证了一种基于DES的VSLME方法,用于通过GC-MS检测凤眼蓝中的PANHs。ChCl:Gly(1:2)提供了最佳的萃取性能,而提取和分配步骤的优化使得该方法所需的萃取和分配溶剂体积最小。该方法表现出满意的线性、选择性、回收率和精度,证明了其适用于检测该物质中的PANHs

编写过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备这篇手稿的过程中,作者使用了OpenAI辅助英语编辑。作者审查并编辑了建议的内容,并对最终版本的手稿负全部责任。

CRediT作者贡献声明

Beatriz dos Reis Lago Brand?o:撰写——原始草稿、方法学、研究、形式分析。 Pedro Victor Bomfim Bahia:撰写——审阅与编辑、方法学、形式分析。 Jailson Bittencourt Andrade:研究、资金获取。 Maria Elisabete Machado:撰写——审阅与编辑、监督、资金获取、概念化。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了巴西国家科学技术发展委员会(CNPq 441264/2017–4, CNPq 465497/2014-4, CNPq 442187/2018-1)、巴伊亚州研究支持基金会(FAPESB)以及项目与研究资助机构(FINEP,01.14.0215.00)的支持。
Beatriz dos Reis Lago Brand?o | Pedro Victor Bomfim Bahia | Jailson Bittencourt Andrade | Maria Elisabete Machado
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