基于三嗪共轭微孔聚合物的分散相磁性固相萃取法在蜂蜜中快速灵敏分析吡咯里西啶生物碱及其 N-氧化物中的应用

《Journal of Chromatography A》：Dispersive Magnetic Solid-Phase Extraction Based on triazine-Conjugated Microporous Polymers for Rapid and sensitive Analysis of Pyrrolizidine Alkaloids and Their N-Oxides in Honey

　　

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  通过两步溶剂热外延生长策略制备了表面接枝磁性CMP。
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  基于三嗪-CMP与UHPLC联用，建立了蜂蜜中PAs/PANOs的DMSPE检测方法。
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  采用单因素实验和响应面法优化了实验条件。
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  DFT计算与吸附动力学揭示了吸附机理。

引言

吡咯里西啶生物碱（PAs）及其N-氧化物（PANOs）是超过6000种植物产生的具有肝毒性的次级代谢产物，对全球食品安全构成重大威胁[1]。虽然这些物质是植物的防御机制，但其1,2-不饱和脱氢吡咯里西啶结构赋予了它们强烈的肝毒性、遗传毒性和致癌性[2,3]。这些化合物已在多种食品中被检出，其中蜂蜜是PAs/PANOs积累的高风险基质[[4], [5], [6], [7]]。全球调查表明蜂蜜中PAs/PANOs含量存在显著的地域差异，范围从μg·kg?1到数百μg·kg^?1不等[[8], [9], [10], [11], [12]]，促使欧盟等地区采取了监管措施。相比之下，中国目前对包括蜂蜜在内的多数食品尚未制定全国性的PAs/PANOs限量标准，凸显了对可靠监测方法的迫切需求。

由于痕量浓度、结构多样性以及复杂基质效应，蜂蜜中PAs/PANOs的准确测定在分析上极具挑战性[1,13,14]。样品前处理必不可少，目前常规方法如液-液萃取（LLE）和固相萃取（SPE）联用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）已被广泛用于PAs/PANOs的痕量分析[[15], [16], [17], [18], [19], [20], [21]]。尽管这些前处理方法能提供有效的富集，但费时费力且消耗大量溶剂。分散磁性固相萃取（DMSPE）作为一种有前景的替代方法应运而生，利用功能化磁性纳米粒子实现分析物从复杂基质中的快速分离和高效萃取[22]。DMSPE的性能高度依赖于吸附材料。例如，磁性氧化石墨烯已成功应用于MSDPE中分析茶饮料中的15种PAs/PANOs[23]。为推动食品中PAs/PANOs的分析，开发新型高效吸附材料具有重要的现实意义。

共轭微孔聚合物（CMPs）具有高比表面积、可调孔结构和优异的稳定性，在分离科学领域展现了巨大潜力[[24], [25], [26], [27]]。通过将CMPs与磁性核结合，所得复合材料兼具优异吸附能力和便捷磁性操控。在本研究中，合成了一系列Fe₃O₄接枝CMP复合材料，并将其作为分散磁性固相萃取（DMSPE）的吸附剂用于从蜂蜜基质中富集17种PAs/PANOs。据我们所知，目前尚缺乏利用三嗪功能化磁性CMP（Fe₃O₄-CMP-TEPT）选择性分离蜂蜜中PAs/PANOs的相关研究。因此，本研究旨在建立一种快速、环保、有机溶剂用量低的DMSPE前处理方案。结合吸附表征和密度泛函理论（DFT）计算，探究三嗪基团是否强化了分子间π-π堆积相互作用并增强了材料对目标生物碱的吸附亲和力。

章节摘要

试剂与材料

2,4,6-三(4-乙炔基苯基)-1,3,5-三嗪（TEPT）、1,4-二乙炔基苯（DEB）、4,4′-二乙炔基联苯（DEBP）、1,3,5-三(4-乙炔基苯基)苯（TEPB）、1-(溴甲基)-4-乙炔基苯、四(三苯基膦)钯、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、三乙胺（NEt₃）、己二胺、碳酸钾、甲醇、乙醇、碘化亚铜（99%）和乙腈购自上海泰坦科技有限公司。乙酸钠购自上海阿拉丁生物化学科技有限公司。

用于样品制备的Fe₃O₄-CMP选择

基于孔大小和结构差异，通过此前报道的端炔偶联反应设计并合成了四种CMP材料。表S2列出了合成四种CMP所使用的原料化合物。FTIR光谱中约3270 cm^?1处端炔C-H键伸缩振动峰的明显消失（图S1）证实了聚合反应的成功进行。随后对合成所得CMP材料对17种

结论

本研究制备了一种新型Fe₃O₄-CMP-TEPT磁性吸附剂，并建立了相应的DMSPE方法用于蜂蜜中17种PAs/PANOs的富集和测定。采用单因素实验结合RSM优化了萃取条件，并通过材料物化结构表征系统阐明了吸附机理。在最优参数下，所开发方法表现出稳定的回收率和低的检出限，

CRediT作者贡献声明

王宇航：初稿撰写、数据整理。张虎：审阅与编辑、方法论。王果达：验证、形式化分析。韩玉林：软件、形式化分析。刘盼盼：资源、调查研究。林俊杰：验证、数据整理。钱明蓉：审阅与编辑、可视化、项目管理。李祖光：审阅与编辑、项目管理、概念化。

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

本研究得到国家自然科学基金[22174129]、浙江省自然科学基金[LZY21E030001]以及浙江树人大学科研项目[2021R042]的资助。

王宇航|张虎|王果达|韩玉林|刘盼盼|林俊杰|钱明蓉|李祖光