利用深度共晶溶剂进行乳化液-液微萃取,结合高效液相色谱法测定尿液样本中的磺胺类抗生素

《Journal of Chromatography A》:Emulsive liquid-liquid microextraction using deep eutectic solvents for the determination of sulfonamide antibiotics in urine samples by high-performance liquid chromatography

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:Journal of Chromatography A 4.0

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  •为乳状液-液微萃取制备了一种深度共晶溶剂。•避免了使用辅助设备、有毒萃取剂和分散剂。•无需使用破乳剂,体系可自行分离。•该方法符合绿色和可持续分析的要求。•实现了对生物样品中抗生素的简单快速检测。引言磺胺类抗生素(SAs)因具有广泛的抗菌谱、使用方便、成本低和疗效高,在兽医临床

  
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    为乳状液-液微萃取制备了一种深度共晶溶剂。
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    避免了使用辅助设备、有毒萃取剂和分散剂。
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    无需使用破乳剂,体系可自行分离。
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    该方法符合绿色和可持续分析的要求。
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    实现了对生物样品中抗生素的简单快速检测。

引言

磺胺类抗生素(SAs)因具有广泛的抗菌谱、使用方便、成本低和疗效高,在兽医临床上被广泛用于预防和治疗胃肠道和呼吸道疾病[1]。然而,长期或连续使用(超过一周)这些药物可能会引起各种不良反应,包括细菌耐药性的增强、免疫功能减弱、多关节炎、肝脏坏死和血液系统疾病[2,3]。在临床应用中,不应忽视磺胺类抗生素使用不当导致的积累和毒性风险。尿液是一种方便的无创生物基质,尿液中抗生素的残留浓度可以直接反映剂量和排泄是否正常。这是临床用药监测、剂量调整以及早期预警毒性和副作用的重要依据。因此,开发一种简单且环保的方法来快速检测尿液中的磺胺类抗生素,可以为安全、个性化的用药提供可靠的技术,并防止药物耐药性的产生。
磺胺类抗生素的主要分析技术包括免疫测定、光学传感器、液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)以及配备紫外检测器或二极管阵列检测器的高效液相色谱(HPLC-UV或HPLC-DAD)。免疫测定具有方便和快速检测的优点,但存在抗原-抗体交叉反应的问题[4]。光学传感器消耗的溶剂少,分析速度快,但灵敏度有限,且对复杂基质的干扰抵抗力较弱[5]。LC-MS/MS具有高灵敏度、准确的定量能力和同时检测多种分析物的能力[6],但需要较高的成本和专业的操作人员。HPLC-UV或HPLC-DAD易于使用,分离性能适中,灵敏度令人满意[7,8]。适当的样品预处理可以进一步提高其抗干扰能力和检测灵敏度。
样品预处理是提高目标药物在复杂基质中分析性能的关键环节[9]。传统的预处理方法(如液-液萃取和固相萃取)存在步骤繁琐、操作时间长以及依赖于有毒有机溶剂等缺点[10,11]。乳状液-液微萃取(ELLME)技术基于乳液稀释原理,通过将油包水形式的萃取剂与样品充分接触来确保分析物的有效转移[12]。该技术通过用水替代分散剂,提供了一种更环保、更可持续的样品预处理方法,消除了对大量有毒溶剂的需求[13]。
开发新型环保溶剂是提高样品预处理方法环保性的一个有前景的研究方向。深度共晶溶剂(DES)是通过以特定摩尔比混合氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)制备而成的[14]。通过调节HBD和HBA的类型和比例[15],可以根据目标物质的结构特性调整其疏水性、极性和粘度[16]。DES的可调性质使其能够特异性捕获目标物质并减少基质的干扰,从而解决从复杂基质中提取抗生素的技术难题[17]。先前的研究[18]已经验证,用单萜类和脂肪酸制备的DES可以从多种基质中提取抗生素。此外,DES还具有制备简便、挥发性低、毒性小、生物降解性好且环保等优点[19],避免了大量有毒有机试剂的消耗。由于其优异的物理化学性质和环保特性,DES可作为改进ELLME技术的理想介质。
有效收集大量的微小萃取液滴对于确保满意的萃取效率至关重要。然而,传统方法依赖于耗时且能耗高的离心设备。在ELLME技术中通常会使用破乳剂来促进相分离和分析物提取[20,21],但它们的使用可能会影响分析物的转移并增加操作步骤。因此,开发一种能够在静置后自行破乳和分离的相对不稳定的专用乳液,将提供一种简化且环保的ELLME策略。
在这项研究中,将DES-ELLME技术与高效液相色谱(HPLC)结合,建立了一种检测磺胺类抗生素的方法。使用的DES由麝香草酚和己酸合成,并通过重复混合操作乳化。优化了萃取条件,并评估了DES-ELLME-HPLC-DAD方法的分析性能、环保性和实际应用性。所提出的萃取技术适用于快速检测犬和猫尿液样本中的磺胺类抗生素。

部分摘要

试剂和材料

磺胺噻嗪(98%)、磺胺噻唑(98%)、磺胺甲基异噻唑(98%)、己酸、麝香草酚、香雪兰醇、薄荷醇和氯化钠(NaCl)从云南生物有限公司(中国上海)购买。从中国金钟的一家当地宠物医院收集了1-4岁犬和猫的尿液样本。这些样本在临床、常规血液和生化检查中均无异常,在过去4周内未使用过驱虫药或抗菌药物。

萃取条件优化

优化了使用DES-ELLME技术提取磺胺类抗生素的关键实验参数,包括萃取剂及其组分的摩尔比、萃取剂和水的体积、盐溶液的体积、样品体积以及混合次数和pH值。

结论

在本研究中,以2:1的摩尔比合成了麝香草酚和己酸构成的DES作为萃取剂。通过8次移液混合实现了DES(400 μL)和水的乳化。使用ELLME方法从4 mL尿液样本中提取目标磺胺类抗生素,并用HPLC-DAD进行分析。预处理过程无需使用涡流混合器、超声波浴、离心机和破乳剂,简化了操作流程并缩短了萃取时间。

资助

本工作得到了山西农业大学博士科研基金[项目编号2023BQ104]、国家自然科学基金[项目编号22207122]和山西农业大学青年科技领军计划[项目编号2023YQPYGC02]的支持。

作者贡献声明

李英:撰写——原始草案,实验设计。冯双:实验实施。常少结:方法验证。沈少飞:方法学研究。罗梅:验证,项目管理工作。荆 Xu:撰写——审阅与编辑,概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的会影响到本文所述工作的经济利益或个人关系。
李英|冯双|常少结|沈少飞|罗梅|荆 Xu
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