使用纤维素纸吸附萃取结合液相色谱-串联质谱（CPSE-LC-MS/MS）检测水、酒精和非酒精饮料中苯那敏的一种绿色可持续萃取方法

《Essential Chem》：A Green and Sustainable Extraction Approach Using Cellulose Paper Sorptive Extraction Coupled With Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (CPSE-LC-MS/MS) for Pheniramine Detection in Water, Alcoholic and Non–Alcoholic Beverages

　　

研究人员开发了一种简单且可持续的纤维素纸吸附萃取（CPSE）方法，结合液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS），用于检测水、酒精和非酒精饮料中的苯那敏。使用单变量一次一因素（OVAT）方法优化了纤维素纸尺寸（2.0×2.0 cm）和洗脱溶剂（乙醇）。关键实验参数——样品体积（0.5 mL）、洗脱溶剂体积（1.75 mL）、pH（10）、涡旋振荡时间（40 s）、超声处理时间（25 min）和反萃取时间（6 min）——通过Plackett–Burman设计（PBD）进行筛选，并进一步使用中心复合设计（CCD）优化。流动相由溶剂A（含0.1%甲酸的水溶液）和溶剂B（含10 mM甲酸铵的乙腈和Milli-Q水（80:20 v/v）并添加0.05%甲酸，pH 4.5）组成，用于色谱分离；结果显示出色的线性（3.78–1000 ng mL^?1，R² = 0.9991），检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别为0.102 ng mL^?1和0.340 ng mL^?1。精密度显示日内重复性（1.8%至5.8%）和日间重现性（2.2%至5.5%）。苯那敏在酒精饮料、非酒精饮料和水中的回收率分别为87.7%至92.1%、81.6%至91.5%和92.3%至103.3%，并使用蓝色适用性等级指数（BAGI）和红绿蓝（RGB）12工具评估了其绿色度。

苯那敏（Pheniramine，一种第一代抗组胺药）是一种强效H1受体拮抗剂，具有显著抗胆碱能特性，广泛用于治疗过敏性疾病，但也因易获取而被滥用，常与酒精、苯二氮卓类药物等合用导致自杀或意外中毒。现有检测方法（如液液萃取或固相萃取结合LC-MS/MS）耗时长、步骤多、仪器复杂，不符合绿色分析化学（GAC）和白色分析化学（WAC）理念。为克服这些局限，研究人员开发了一种基于纤维素纸吸附萃取（CPSE）结合LC-MS/MS的绿色可持续方法，用于检测水、酒精和非酒精饮料中的苯那敏。该方法通过实验设计优化萃取参数，验证了分析性能，并评估了绿色度，最终发表在《Essential Chem》上。该方法为法医毒理学中苯那敏的痕量检测提供了高效、实用的替代方案。

**技术方法概述**
研究人员采用CPSE作为吸附相，使用瓦特曼定量滤纸（Grade 42，直径125 mm，孔径2.5 μm）吸附目标分析物。通过单变量一次一因素（OVAT）确定纸尺寸（2.0×2.0 cm）和洗脱溶剂（乙醇）。随后利用Plackett–Burman设计（PBD）筛选出pH、涡旋时间和超声时间为关键因素，再通过中心复合设计（CCD）优化至最佳条件（pH 10、涡旋40 s、超声25 min）。洗脱后使用UHPLC系统（搭载QUASAR AQ色谱柱，100×4.6 mm，3 μm）进行分离，流动相为0.1%甲酸水溶液（溶剂A）和含10 mM甲酸铵的乙腈-Milli-Q水（80:20 v/v）并添加0.05%甲酸（pH 4.5）（溶剂B）。质谱采用正离子模式，以241.30>91.00作为定量离子对。样本来源为水、酒精饮料和非酒精饮料（未注明具体队列）。

**研究结果**
- **筛选滤纸尺寸**：通过比较0.5×0.5、1.0×1.0、1.5×1.5和2.0×2.0 cm四种尺寸，发现2.0×2.0 cm纸片因提供最大的初级接触表面积（PCSA）而获得最高萃取效率，因此被选为最佳尺寸。
- **筛选洗脱溶剂类型**：比较乙腈（ACN）、甲醇（MeOH）、乙醇（EtOH）和异丙醇（IPA），乙醇表现出最佳的回收效率和洗脱能力，用于后续实验。
- **Plackett–Burman设计（PBD）筛选**：以6个因素（滤纸数量、洗脱溶剂体积、pH、涡旋时间、超声时间、反萃取时间）进行13次实验，通过Pareto图分析，发现pH、涡旋时间和超声时间是统计显著因素，其余三个因素设置为中心点值（4.5张纸、1.75 mL溶剂、6 min反萃取）。
- **中心复合设计（CCD）优化**：以pH、涡旋时间和超声时间为三因素，共20次实验，响应面模型显示R²为0.9478，调整R²为0.9008。通过响应曲面图和等高线图确定最佳条件：pH 10、涡旋40 s、超声25 min，此时萃取效率最高。
- **分析方法验证**：在最佳条件下，苯那敏在3.78–1000 ng mL^?1范围内呈线性（R²=0.9991），LOD为0.102 ng mL^?1，LOQ为0.340 ng mL^?1。日内精密度（重复性）RSD为1.8%–5.8%，日间精密度（重现性）RSD为2.2%–5.5%。在酒精饮料、非酒精饮料和水中的回收率分别为87.7%–92.1%、81.6%–91.5%和92.3%–103.3%。
- **绿色度评估**：采用RGB 12模型和BAGI工具评估。RGB 12总白度得分为104.0，BAGI得分为77.5，表明该方法在分析性能、环境友好性和实际适用性方面达到良好平衡。

**讨论与结论**
讨论部分强调，该方法首次将CPSE用于苯那敏在饮料基质中的检测，避免了衍生化步骤，操作简便，且显著降低了有机溶剂消耗和废弃物产生。绿色度评估证实其符合GAC和WAC原则。
研究结论翻译如下：在本研究中，研究人员开发并优化了一种灵敏、可靠且环境友好的分析技术——VAUS-CPSE-LC-MS/MS，用于检测不同基质中的苯那敏。使用PBD识别影响方法性能的关键实验因素。通过CCD进一步优化，实现了对选定参数的精确调整，以最大化萃取效率和分析响应。最终方法显示出卓越的分析性能，具有低检测限、良好的回收率和精密度，使其适用于复杂法医基质中苯那敏的痕量检测。包括BAGI和RGB 12模型在内的绿色度评估工具验证了所开发方案的环境友好性。这种优化方法为临床和法医调查提供了一种实用、高效且生态友好的萃取方法。法医专业人员可以将所开发的方法应用于苯那敏滥用（自杀、故意和意外）的实际场景，利用先进的法医分析方法做出结论性陈述。