《Analytical Biochemistry》:HF-MMLLE USING NATURAL DEEP EUTECTIC SOLVENTS FOR DETERMINATION OF POTENTIAL LUNG CANCER BIOMARKERS IN URINE
编辑推荐:
•新型NADES和HF-MMLLE作为潜在肺癌标志物的研究。•疏水性NADES(C12:C6)膜提取剂。•96孔格式实现每样本约1分钟的提取时间。•高线性度和良好的回收率。•绿色方法(AGREEprep 0.58),废料极少。引言据估计,每年约有160万人死于肺癌[1]。尽管早期
- •
新型NADES和HF-MMLLE作为潜在肺癌标志物的研究。
- •
疏水性NADES(C12:C6)膜提取剂。
- •
96孔格式实现每样本约1分钟的提取时间。
- •
高线性度和良好的回收率。
- •
绿色方法(AGREEprep 0.58),废料极少。
引言
据估计,每年约有160万人死于肺癌[1]。尽管早期诊断可以提高生存率,但在肺癌病例中(发病率约为60%),大多数患者的临床症状仅在疾病晚期才会出现[2] [3]。在肺癌患者中观察到的重要生物标志物包括己醛和庚醛等醛类化合物[4]。这些存在于人体内的有机化合物与氧化应激有关[5]。这些醛类化合物已经在血液、唾液、呼出气体、血浆和尿液等多种样本中被检测到[1] [2] [6]。由于己醛和庚醛的紫外吸光度较低,使用高效液相色谱法(HPLC)进行分析存在局限性[7]。通过引入发色团,利用2,4-二硝基苯肼(DNPH)和O-(2,3,4,5,6-五氟苯基)羟胺(PFBHA)等化合物进行衍生化反应后,可以使其适用于二极管阵列检测(DAD)的HPLC分析,从而提高检测灵敏度[8]。
这些醛类化合物在复杂样本中的浓度很低,因此需要样品预处理步骤[1]。可以通过不同的微提取技术来测定己醛和庚醛,例如固相微提取(SPME)、条形吸附微提取(BAμE)和中空纤维液相微提取(HF-LPME)[9] [10] [11]。1999年,Pedersen-Bjergaard首次将中空纤维用于样品预处理技术中的膜提取[12]。该技术的操作简便性和精确性促进了中空纤维-膜微孔液-液萃取(HF-MMLLE)的发展[13] [14]。HF-MMLLE基于两相原理:供体相(水性样品)和受体相(有机相)。膜的孔隙中填充有有机溶剂,形成疏水性液膜[15]。当与96孔板系统结合使用时,该技术可实现高分析通量,能够同时进行96个样本的提取[16]。
选择合适的有机溶剂对提取过程的成功至关重要。因此,溶剂的性质(如粘度、log Kow、水溶性、与分析仪器的兼容性以及与分析物和膜的相互作用)以及经济和环境因素都是选择溶剂的关键考虑因素。该技术常用的溶剂包括1-辛醇、氯仿和甲苯[16] [17]。
为了符合绿色分析化学(GAC)的原则,人们开发并研究了一些新型溶剂,其中深共晶溶剂(DESs)作为一种有前景的替代品出现[18] [19]。这些溶剂由氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)组合而成,可以由可降解和低毒性的化合物制备,从而提高其环境相容性。此外,DESs具有可调的选择性,因为通过适当选择其成分可以调节其物理化学性质,使其适应特定的分析任务和目标分析物[17]。DESs已被应用于不同的微提取技术中,特别是在与高通量平台(如96孔板系统)结合使用时,可以进一步提高分析效率,实现多个样本的同时处理和高分析通量[20] [21] [22]。
深共晶溶剂的一个子类——天然深共晶溶剂(NADESs)由天然成分组成,包括氨基酸、有机酸、糖或胆碱衍生物等初级代谢物,具有更好的环境可持续性和较低的毒性,使其成为分析化学中的有前景的绿色替代品[23]。
因此,本研究旨在开发并优化一种HPLC-DAD分析方法,使用NADES作为萃取溶剂,在HF-MMLLE方法中结合96孔板系统,用于测定尿液中的潜在肺癌生物标志物己醛和庚醛。
章节摘录
试剂和材料
丁酸(≥99%)、樟脑(96%)、十二烷酸(≥99%)、己酸(GC,≥98%)、戊二酸(≥98%)和百里酚(≥98.5%)均从Merck(Kenilworth, USA)购买。甲醇(MeOH)和乙腈(ACN)从J.T. Baker(Mallinckrodt, NJ, USA)购买,乙酸乙酯(EtOAc)从Merck(Kenilworth, USA)购买。己醛、庚醛和2,4-二硝基苯肼(DNPH)的分析标准品也从Merck(Kenilworth, USA)获得。
萃取溶剂的选择
本研究探讨了使用长链羧酸(丁酸(C4)、己酸(C6)、辛酸(C8)、十二烷酸(C12)、戊二酸(Lev)、樟脑(Cam)和百里酚(Thy)合成NADES的方法,具体见表S1。这些NADES具有特定的物理化学性质,如低粘度、不溶于水和疏水性[16]。
评估了每种化合物的色谱峰的标准化面积,并展示了结果
结论
所提出的方法基于HF-MMLLE技术与96孔板系统的结合,使用NADES作为萃取溶剂来测定尿液样本中的潜在肺癌生物标志物(己醛和庚醛),已成功进行优化和验证。评估了从天然化合物制备的不同NADES的提取效率。还进行了衍生化过程研究,旨在最大化醛类化合物的转化率。
作者贡献声明
Camila Will:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、方法设计、实验研究、概念构思。Francielle Crocetta Turazzi:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写。Eduardo Carasek:撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、资金获取、数据分析、概念构思。Amanda Vitória Santos:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、方法设计、实验研究、数据分析。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢巴西政府机构的财政支持,包括圣卡塔琳娜州研究与发展基金会(FAPESC)(项目编号21/2024)、国家科学技术发展委员会(CNPq)(资助编号173483/2023-2和141480/2023-8)以及高级人才培养协调办公室(CAPES)。
Amanda Vitória Santos|Camila Will|Francielle Crocetta Turazzi|Lucas Morés|Eduardo Carasek