《Microchemical Journal》：Effervescent-assisted deep eutectic solvent-based hollow fiber-liquid phase microextraction of fluoroquinolone antibiotics from milk samples prior to HPLC-DAD analysis
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法尔扎德·米尔拉扎维·萨莱赫埃安（Farzad Mirrazavi Saleheian）| 莱拉·戈莱斯坦（Leila Golestan）| 阿夫辛·贾瓦迪（Afshin Javadi）| 赛义德·阿米尔·阿里·安瓦尔（Seyed Amir Ali Anvar）伊朗阿莫尔（Amo
法尔扎德·米尔拉扎维·萨莱赫埃安（Farzad Mirrazavi Saleheian）| 莱拉·戈莱斯坦（Leila Golestan）| 阿夫辛·贾瓦迪（Afshin Javadi）| 赛义德·阿米尔·阿里·安瓦尔（Seyed Amir Ali Anvar）
伊朗阿莫尔（Amol）伊斯兰自由大学（Islamic Azad University，阿亚图拉阿莫利分校）食品卫生系
摘要
本研究描述了一种利用发泡辅助的空心纤维-液相微萃取技术，通过深共晶溶剂从牛奶样品中预浓缩氟喹诺酮类抗生素的方法。分离出的化合物随后使用配备二极管阵列检测器的高效液相色谱法进行分析。在此方法中，深共晶溶剂被填充到空心纤维中并放入溶液中。通过向样品溶液中溶解碳酸钙纳米颗粒并释放二氧化碳气泡来搅动溶液。系统地评估和优化了多种操作变量以提高萃取效果，包括空心纤维的长度、蛋白质沉淀剂的类型和用量、涡流时间、碳酸钙纳米颗粒的用量、pH值、深共晶溶剂的类型以及离子强度。在优化的实验条件下，从牛奶样品中提取目标化合物的绝对回收率范围为69%至75%。该分析方法的检测限和定量限分别为0.13–0.30 ng/mL?1和0.43–1.03 ng/mL?1。使用真实样品进行的验证研究表明，相对回收率在88%至104%之间，证实了该方法在实际应用中的可靠性。
引言
在过去的几十年里，研究人员在开发复杂生物、营养和环境基质中分析分析物的复杂而有效的方法方面取得了显著进展[1]。他们的努力集中在提高分析测定的精确度和速度上[2]。样品预处理是这些协议的关键组成部分，从根本上影响测量准确性、检测阈值和回收率[3][4]。分析化学中的传统样品制备方法包括固相萃取和液-液萃取（LLE）[5]。然而，这些传统技术存在一些局限性，如方法重复性差、处理时间长以及依赖有机溶剂系统，这会导致环境污染和职业健康问题[6]。为应对这些分析挑战，科学界开发了新的方法，这些方法具有更高的简便性、更短的处理时间、环境可持续性和经济效益[7]。这些方法创新旨在消除传统萃取程序的缺点，同时保持分析准确性和测量可靠性。通过固相微萃取（SPME）的发展，分析科学领域取得了重大突破[8]。这种现代方法在营养、环境和生物样本分析等多个分析领域展示了其实用性[9][10][11]。尽管SPME应用的研究不断增长，但仍存在一些技术限制。这些缺点包括有机介质中的化学不稳定性、有限的热脱附温度范围（240–280°C）、反复使用后纤维逐渐劣化、与高效液相色谱（HPLC）系统的兼容性问题、机械脆弱性、注射器偏差问题以及较高的操作成本[12]。为了解决这些问题，分析化学中建立了液相微萃取（LPME）技术[13][14]。LPME是对传统LLE的简化版本，通过使用微量的萃取剂在接收相中实现有效分析物的富集，同时大幅减少了传统LLE程序的局限性[15][16]。这种方法为克服SPME遇到的限制提供了可行的解决方案，为改进样品预处理和分析程序开辟了新的机会[17]。LPME包括三种基本类型：分散液-液微萃取[18]、单滴微萃取[19]和空心纤维液相微萃取（HF-LPME）[20]。HF-LPME是一种LPME方法，其中萃取剂填充到空心纤维的孔隙和内腔中。萃取剂由各种聚合物制成的纤维膜保护。纤维与样品溶液接触，使分析物从溶液中迁移至萃取剂中[21]。这种方法与多种分析仪器兼容，包括气相色谱（GC）[22]、HPLC[23]、液相色谱-串联质谱（LC-MS）[24]和毛细管电泳（CE）[25]，因为它可以在双相或三相模式下进行，可以使用有机或水溶性溶剂作为萃取剂。HF-LPME的优点包括出色的预浓缩能力、所需的溶剂量少、样品纯化能力强以及自动化潜力[20]。为了提高HF-LPME的萃取效率，提出了多种方法来增加样品溶液与萃取剂之间的接触面积，例如通过涡流或超声处理样品溶液、用磁棒搅拌溶液以及将HF制成搅拌棒[26]。尽管这些方法的有效性已通过提取不同化合物得到验证，但仍需要进一步简化HF-LPME过程，以减少对额外仪器的依赖。
本研究的目的是开发一种基于HF-LPME的新样品制备方法，用于在HPLC-DAD分析之前从牛奶基质中提取和预浓缩三种氟喹诺酮类抗生素（环丙沙星、恩诺沙星和左氧氟沙星）。氟喹诺酮类抗生素在C-6位置含有氟原子，在C-7位置含有哌嗪基团，这增强了它们对革兰氏阳性和革兰氏阴性病原体的抗菌活性[27]。随着乳制品消费量的增加，抗生素的残留已成为公共卫生的严重问题。在此方法中，采用了碳酸钙纳米颗粒辅助的发泡过程来提高萃取效率。由于深共晶溶剂（DESs）具有较高的萃取能力和良好的效率，因此被用作萃取剂[28]。该方法的主要创新之处在于利用碳酸钙纳米颗粒与三氯乙酸（TCA）反应原位生成二氧化碳微泡。该反应沉淀牛奶蛋白质并创造所需的酸性环境，从而无需独立的再酸化步骤。此外，产生的微泡在样品溶液中产生显著的湍流，增加了样品溶液与DES的接触面积，而无需机械搅拌。此外，使用DES还强调了该方法的环境友好性，具有低毒性和可生物降解性。这一策略具有显著的优势，包括高萃取效率、有效的样品净化和预浓缩能力，以及在不需外部机械设备的情况下大幅减少萃取时间。
章节摘录
材料与溶液
环丙沙星、恩诺沙星和左氧氟沙星的 analytical 参考标准品来自Sigma-Aldrich（美国马萨诸塞州）。所使用的化学化合物包括各种DESs，如氯化胆碱（ChCl）与不同的氢键供体（乙二醇（EG）、二氯乙酸（DCA）、p-氯酚、乙酸（AcOH）和酚，以及盐酸（37%，w/w）、氯化钠、硫酸锌、TCA和氢氧化钠，所有这些均从默克KGaA（德国达姆施塔特）购买。
萃取参数的优化
为了获得最佳的萃取效果，对影响萃取过程的关键变量进行了全面研究。研究的参数包括HF的尺寸、涡流处理时间、蛋白质沉淀剂的选择及其用量、碳酸钙的用量、pH值、DES的类型以及离子强度。
结论
本研究的结果证实了基于HF的萃取方法在从牛奶中提取氟喹诺酮类抗生素方面的有效性。对实际样品的分析表明，所开发的方法具有出色的分析灵敏度。该方法还表现出良好的精确度和选择性，并实现了较低的检测和定量阈值。此外，该方法还具有减少有机溶剂使用量的显著优势。
CRediT作者贡献声明
法尔扎德·米尔拉扎维·萨莱赫埃安（Farzad Mirrazavi Saleheian）：撰写——初稿、方法论、研究、正式分析、概念化。莱拉·戈莱斯坦（Leila Golestan）：撰写——初稿、监督、方法论、研究、正式分析、概念化。阿夫辛·贾瓦迪（Afshin Javadi）：撰写——初稿、验证、监督、方法论、研究、正式分析、概念化。赛义德·阿米尔·阿里·安瓦尔（Seyed Amir Ali Anvar）：撰写——初稿、方法论、研究、正式分析、数据整理、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们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
作者感谢伊斯兰自由大学，阿亚图拉阿莫利分校的研究委员会提供的财务支持。使用Quillbot版本4.49.0来改进语言和改写文本，作者对此表示感谢。文章内容已经过审查和编辑，作者对这项工作负全责。
