《Journal of Chromatography A》：Pipette-tip micro solid-phase extraction coupled with HPLC-UV using a zwitterionic cyclodextrin-based copolymer for the determination of fluoroquinolones in food
编辑推荐：
•经过HP-γ-CD接枝的两性离子共聚物可用于氟喹诺酮类抗生素的PT-μSPE检测。•γ-CD与MPC这两种成分可分别实现目标物的识别与基质耐受性。•密度泛函理论计算表明，这两种成分可通过氢键与静电作用实现有效结合。•PT-μSPE-HPLC-UV联用技术可用于检测牛奶和蜂蜜中的
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经过HP-γ-CD接枝的两性离子共聚物可用于氟喹诺酮类抗生素的PT-μSPE检测。
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γ-CD与MPC这两种成分可分别实现目标物的识别与基质耐受性。
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密度泛函理论计算表明，这两种成分可通过氢键与静电作用实现有效结合。
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PT-μSPE-HPLC-UV联用技术可用于检测牛奶和蜂蜜中的氟喹诺酮类抗生素。
引言
氟喹诺酮类抗生素是一种广谱抗菌药物，被广泛用于兽医领域和水产养殖业[[1], [2], [3]]。这类药物的过度或不当使用会导致其在牛奶、蜂蜜等动物源性食品中残留[4,5]。长期接触氟喹诺酮残留物可能引发抗菌素耐药性、过敏反应、器官损伤以及肠道微生物群失衡等问题[[6], [7], [8]]。因此，中国和欧盟的监管机构都制定了针对动物源性食品中氟喹诺酮类抗生素的残留限量标准[9,10]。在复杂的食品基质中准确检测微量氟喹诺酮残留物，对于保障食品安全和进行风险评估至关重要。
目前已有多种分析方法可用于检测氟喹诺酮类抗生素，包括结合紫外光谱、荧光检测或质谱检测的液相色谱技术，以及免疫分析法与传感器检测技术[5,11,12]。LC-MS/MS技术具有较高的灵敏度和选择性，常用于确认性分析；而采用光学检测的HPLC则成本更低，更适于常规筛查。不过，由于氟喹诺酮类抗生素在富含蛋白质、脂质、碳水化合物和有机酸的食品基质中的浓度很低，直接分析十分困难。因此，分析效果不仅取决于检测仪器，还依赖于有效的样品预处理，通过预处理将目标物分离并富集后再进行检测。
固相萃取技术被广泛用于氟喹诺酮类抗生素的富集和基质净化[13]。近期，移液头微固相萃取技术因体积小、操作简单、萃取速度快，且吸附剂和溶剂消耗少而受到关注[[14], [15], [16], [17]]。然而，共萃取出的基质成分可能导致非特异性吸附，与氟喹诺酮类抗生素竞争结合位点，还会干扰色谱检测，从而降低信号强度并降低分析结果的重复性[18]。传统的吸附剂也可能缺乏足够的选择性，或抗基质污染的能力不足。因此，开发兼具高富集能力、分子识别功能及强抗基质污染能力的新型PT-μSPE吸附剂，对于在复杂食品中准确检测氟喹诺酮类抗生素非常重要。
环糊精是一类极具应用前景的样品前处理材料，其疏水空腔可实现主客体包合效应，而富含羟基的表面则能提供氢键结合位点[19,20]。将环糊精固定在聚合物网络中，可提升其结构稳定性、操作便捷性及重复使用性，从而便于将其用作萃取和吸附材料[[21], [22], [23]]。王等人开发了结构可调控且永久多孔的β-CD聚合物，用于去除全氟和多氟烷基物质，研究表明，通过空腔介导的疏水识别作用与静电相互作用相结合，可提高带电污染物的吸附效率[24]。最近，Imbrogno等人对比了嵌入纳米纤维膜中的环氧氯丙烷交联的α-、β-和γ-CD聚合物，发现环糊精的空腔大小以及主客体结构的匹配程度，会显著影响类固醇激素的选择性吸附效果[25]。张等人将γ-CD介导的主客体识别作用与双表位印迹技术以及可逆加成-断裂链转移聚合技术相结合，提升了细胞色素c识别位点的定向性、可及性及互补性[26]。在我们之前的研究中，我们开发了一种HP-γ-CD/MPC混合单体制成的固定相，用于多肽的提取，结果表明，基于γ-CD的识别功能可与两性离子功能相结合，从而制得一种多孔且适合复杂基质使用的萃取材料[27]。这些研究共同表明，环糊精的固定化能够保持其基于空腔的分子识别功能，而功能性单体与定制化的聚合物结构则可提供额外的相互作用机制，进一步提升材料的稳定性。不过，在复杂的食品基质中，基于环糊精的吸附剂仍可能存在非特异性吸附问题，其空腔也容易被其他物质占据。相比之下，两性离子聚合物能形成高度水合的界面，可减少蛋白质及其他基质成分的非特异性吸附[28]，但这类聚合物为小分子抗生素提供的分子识别位点可能不够充足。因此，将基于环糊精的识别功能与两性离子聚合物的抗污染及水合特性相结合，或许有助于克服这两类材料的各自缺陷。
本研究制备了一种多孔的羟丙基-γ-环糊精接枝聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯-co-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱)共聚物，即poly(GMA-co-MPC)-g-HP-γ-CD，作为用于检测氟喹诺酮类抗生素的PT-μSPE吸附剂。该材料结合了HP-γ-CD的疏水空腔与富含羟基的结构，以及MPC的两性离子磷酸胆碱基团，从而实现了分子识别功能与抗基质污染性能的结合。在完成对材料的系统表征后，我们优化了PT-μSPE检测条件，并将其与HPLC-UV技术联用，用于检测牛奶和蜂蜜中的微量氟喹诺酮类抗生素。我们还通过密度泛函理论计算分析了可能的氢键、静电相互作用以及结合能，并通过检测其他代表性氟喹诺酮类抗生素的富集情况，评估了该方法的适用范围。
章节要点
试剂与材料
2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）购自中国上海的TCI化学工业有限公司。羟丙基-γ-环糊精（HP-γ-CD）和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯（DBU）购自中国上海的Macklin生化科技有限公司。偶氮二异丁腈（AIBN）购自中国上海的Aladdin生化科技有限公司。二甲基亚砜（DMSO）则购自Ke Yuan生化有限公司。
材料表征
这种经两性离子功能化处理的HP-γ-CD接枝聚(GMA-co-MPC)材料的制备方法与我们之前的研究[27]类似。关于聚合工艺优化的详细信息可见补充信息的S1部分。通过扫描电子显微镜对poly(GMA-co-MPC)-g-HP-γ-CD的形态与结构特征进行了分析。如图2所示，该共聚物呈现出均匀的
结论
本研究成功合成了一种两性离子型的HP-γ-CD接枝聚(GMA-co-MPC)共聚物，并将其作为吸附剂，用于在复杂食品基质中通过移液头微固相萃取技术检测微量氟喹诺酮类抗生素。MPC单元提供了两性离子静电相互作用位点以及亲水性抗污染性能；而HP-γ-CD组分则提供了疏水空腔以及大量羟基，这些特性使得该材料能与氟喹诺酮类抗生素发生多种类型的相互作用，包括
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
CRediT作者贡献说明
王欣：原文撰写、验证、方法设计、实验研究、数据整理。李秀月：方法设计、实验研究。田倩：验证、实验研究。张成岩：方法设计、正式数据分析。雷晓云：文章润色与编辑、资金申请、研究构思。赵作平：项目监督、资源协调。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了陕西省科学技术厅（2023-YBNY-272）以及陕西工业大学的博士科研启动基金（SLGRCQD004）的支持。
Xin Wang|Xiyue Li|Qian Tian|Chengyan Zhang|Xiaoyun Lei|Zuoping Zhao
