《Journal of Chromatography A》：Robust Graphene Oxide Composite Aerogel for Micro Solid-Phase Extraction of Methorphan Enantiomers from Biological Matrices
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•一种稳健且可回收的氧化石墨烯/纤维素气凝胶作为新型吸附剂。•一种简便快速的μ-SPE联用手性LC-MS方法用于灵敏定量甲基苯丙胺对映体。•氢键、π-π堆积和静电相互作用带来优异的萃取性能。•甲基苯丙胺对映体在尿液和指甲样品中检测具有高回收率和可忽略的基体效应。引言甲基苯丙胺
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一种稳健且可回收的氧化石墨烯/纤维素气凝胶作为新型吸附剂。
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一种简便快速的μ-SPE联用手性LC-MS方法用于灵敏定量甲基苯丙胺对映体。
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氢键、π-π堆积和静电相互作用带来优异的萃取性能。
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甲基苯丙胺对映体在尿液和指甲样品中检测具有高回收率和可忽略的基体效应。
引言
甲基苯丙胺是一种典型的手性化合物，以一对具有光学活性的对映体形式存在，即左旋甲基苯丙胺（LVM）和右旋甲基苯丙胺（DXM）。这两种对映体在药理学和毒理学特性上存在显著差异[1]。DXM是一种广泛使用的中枢性镇咳药[2]。高剂量滥用DXM以获得欣快感在年轻人群中频繁被报道，可能导致心动过速、高血压和意识障碍[[3], [4], [5]]。LVM是一种严格管制的管制药品，具有强烈的μ-阿片受体亲和力和缓慢的代谢速率，可能导致药物蓄积、严重呼吸抑制和神经毒性。在非法市场上，DXM和LVM通常被错误地标识为甲基苯丙胺。因此，这两种对映体的手性分离和定量对于临床和法医应用至关重要[6,7]。
已有多种鉴别LVM和DXM的方法被报道[[8], [9], [10], [11], [12]]，这些方法主要依赖高效液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）和高效液相色谱（HPLC）。例如，Koo等人[10]通过GC使用(-)-薄荷基氯甲酸酯作为手性衍生化试剂，实现了DXM和LVM的有效分离。Tedesco等人[1]开发了一种配备手性柱的对映体选择性HPLC方法，从街头海洛因样品中分离两种对映体。在另一项研究中，Li等人[8]利用液相色谱-单四极杆质谱（LC-SQD）联用手性柱，实现了DXM和LVM的快速手性分析。
对于这些药物在生物基质中的测定，在色谱检测前需要进行样品前处理以进行基质净化和分析物富集[13]。例如，Faro和Jorbenadze[7,12]开发了一种蛋白沉淀剂联用LC-MS的方法，用于从人血中测定LVM、DXM及其O-去甲基化代谢物。然而，该方法需要大量有机溶剂（>2 mL），并涉及耗时的溶剂蒸发和复溶步骤。Moein等人[14]制备了分子印迹聚合物（MIPs）作为选择性吸附剂，将其装填至固相萃取（SPE）小柱中，用于在HPLC分析前从人血浆中提取DXM。该方法实现了0.12 μg/L的检测限（LOD）。整个SPE过程涵盖活化、样品上样、洗涤和洗脱，耗时约37分钟。这两种前处理技术存在明显的缺点：操作步骤繁琐且处理时间长。
我们研究小组先前的研究表明，基于整体气凝胶的微固相萃取（μ-SPE）在样品前处理方面具有巨大潜力。与传统粉状吸附剂相比，轻质整体气凝胶可使用一次性滴管轻松分离和回收[[15], [16], [17]]。对于萃取应用而言，合理设计和功能化的具有良好稳定性和优异吸附能力的气凝胶吸附剂是高度期望的。
近年来，粉状氧化石墨烯（GO）已被广泛应用于样品前处理[[18], [19], [20], [21]]。然而，其实际应用受到两个关键缺点的限制：难以回收和固有的聚集倾向。GO气凝胶是由GO构建单元组装或交联而成的三维网络，可有效抑制GO团聚并便于分离和回收[[22], [23], [24]]。得益于气凝胶和GO纳米片的综合优势，GO气凝胶具有超轻重量、高孔隙率、大比表面积和丰富的活性官能团。
然而，纯GO气凝胶通常表现出较差的机械稳定性，极大限制了其实际应用[25]。为解决这一问题，已开发出多种具有改进机械强度的GO复合气凝胶。Dong等人[26]通过一锅水热法使用GO、单宁酸和L-半胱氨酸制备了一种富含硫醇的GO气凝胶，该气凝胶能够在复杂水样品中选择性且持久地捕获Hg(II)。He等人[27]通过交联魔芋葡甘露聚糖（KGM）与壳聚糖（CS）和海藻酸钠（SA）形成溶胶-凝胶网络，制备了KGM-GO/CS/SA气凝胶。经水热凝胶化和冷冻干燥后，所得气凝胶珠对抗生素表现出优异的吸附能力。Li等人[28]制备了聚乙烯亚胺功能化石墨烯-SA整体气凝胶，用于从人血清中提取含氟液晶单体。Rapti等人[29]制备了一种由CS、聚乙烯醇（PVA）和氧化石墨烯（rGO）组成的生物聚合物气凝胶，用于从环境水中提取β受体阻滞剂。负载5 wt% rGO的气凝胶实现了最佳萃取性能。
大多数先前报道的GO气凝胶是以笨重的整体块形式制备的，这不可避免地导致萃取过程中有机溶剂的过度消耗。本工作旨在设计小尺寸、环保且具有高GO负载量的GO复合气凝胶。在此，我们通过GO与纤维素纳米纤维和壳聚糖二元基质的共价交联，合理地制备了一种稳定的球形多孔GO基复合气凝胶。该气凝胶通过简便的溶胶-凝胶与滴加法联合策略合成，实现了11.2 wt%的最大GO负载量。此外，该气凝胶作为甲基苯丙胺对映体的有效萃取吸附剂。在此基础上，建立了一种新颖的μ-SPE联用LC-MS的分析方法，以实现人尿液和指甲样品中DXM和LVM的手性分离和定量。对关键方法学参数（包括精密度、灵敏度、回收率和基体效应（ME））进行了全面验证。
章节摘要
材料
DXM和LVM由我们的合作机构提供。单层氧化石墨烯粉（碳含量：65%）和羧甲基壳聚糖（CMC）购自上海麦克林生化科技有限公司。TEMPO氧化纤维素纳米纤维（CNFs，纯度>99%）购自天津牧晶岭生物科技有限公司（天津，中国）。HPLC级甲醇和乙腈以及叔丁醇（99.0%）购自阿拉丁试剂有限公司。
GO@CNF/CMC和rGO@CNF/CMC气凝胶的制备
GO和CNF/CMC具有丰富的含氧官能团，能够形成强氢键，从而确保稳定的界面结合。制备了四种不同GO@CNF/CMC气凝胶，GO含量分别为3.7%、7.1%、10.2%和11.2%。进一步增加GO含量会过度提高GO/CNF/CMC混合溶胶的黏度，阻碍在CaCl?溶液中滴加时球体的形成。如图2A所示，纯CNF/CMC气凝胶呈白色，而掺入GO的
结论
本研究开发了一个集成μ-SPE与手性选择性LC-MS的分析平台，用于分离和定量分析DXM和LVM。成功合成了高GO负载量的球形GO@CNF/CMC复合气凝胶，并将其作为高效吸附剂用于甲基苯丙胺对映体的萃取。优化后的气凝胶得益于π-π堆积、氢键和静电相互作用，在萃取性能方面实现了显著改善。该
CRediT作者贡献声明
张春晓：方法论。李小洋：资源、数据管理。黄少晶：写作——审阅与编辑、调查。徐中石：经费获取、形式化分析。张苏玲：写作——初稿、经费获取、概念化。夏明阳：写作——审阅与编辑、调查。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到浙江省"尖兵"和"领雁"研发计划（编号：2025C02035）及浙江省公益技术应用研究项目（LGC21B050003）的资助。
张春晓|李小洋|黄少晶|徐中石|张苏玲|夏明阳
