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作者与机构
本研究由Andrey Shishov、Daria Nechaeva和Andrey Bulatov共同完成,他们均来自俄罗斯圣彼得堡国立大学化学研究所分析化学系。该研究发表于《Microchemical Journal》期刊,发表日期为2019年7月9日。
学术背景
本研究属于分析化学领域,主要关注非甾体抗炎药(NSAIDs)在牛乳中的检测方法。NSAIDs是兽医学中广泛使用的药物之一,其主要作用机制是通过抑制环氧化酶来减少前列腺素和血栓素的生成,从而减轻炎症和疼痛。然而,NSAIDs的过量使用可能导致胃肠道出血、肾衰竭等副作用,且其在动物源性食品中的残留对人类健康构成威胁。欧盟已对牛乳、牛肌肉和牛肝中的NSAIDs设定了最大残留限量(MRLs)。由于食品基质的复杂性和分析物浓度较低,开发高灵敏度的检测方法成为一项重要的分析挑战。传统方法如液液萃取(LLE)和固相萃取(SPE)存在有机溶剂消耗量大、富集因子低等缺点。因此,本研究旨在开发一种基于深共熔溶剂(DES)形成及其固化的微萃取方法,用于牛乳中NSAIDs的分离和预浓缩。
研究流程
本研究包括以下几个主要步骤:
1. 样品制备:从当地超市购买不同品牌的牛乳样品,并进行稀释和碱性水解。具体步骤包括将5 g牛乳样品稀释5倍,加入2 mL 3 mol/L氢氧化钠溶液,加热至40°C并保持5分钟,然后离心分离。
2. 微萃取过程:将5 mL处理后的样品溶液与25 mg薄荷醇和2 mL pH=4.0的乙酸缓冲溶液混合,加热至50°C并涡旋混合1分钟以形成DES,随后离心分离,并在+1°C下固化5分钟。
3. HPLC-MS/MS分析:将固化的有机相溶解于25 μL甲醇中,过滤后通过HPLC-MS/MS系统进行分析。色谱分离使用Luna C18柱,流动相为甲醇和0.05%甲酸水溶液(3:1,v/v),流速为0.4 mL/min。
4. 参考方法:采用文献[11]中的方法进行对比分析,包括乙腈萃取、正己烷洗涤和蒸发浓缩等步骤。
主要结果
1. 碱性水解优化:研究发现,使用3 mol/L氢氧化钠溶液在40°C下处理5分钟,能够显著提高NSAIDs的提取回收率(ER),从50-60%提升至80-90%。
2. 微萃取条件优化:薄荷醇的最佳用量为25 mg,萃取温度为50°C,固化时间为5分钟。这些条件能够有效提高目标分析物的富集因子(EF)。
3. 分析性能:该方法对双氯芬酸、氟比洛芬、酮洛芬和甲芬那酸的检测限(LOD)分别为0.01、0.01、0.01和0.03 μg/kg,线性范围为0.03-200 μg/kg至0.1-250 μg/kg,富集因子为81-102,提取回收率为82-91%。
4. 实际样品分析:该方法成功应用于不同脂肪含量的牛乳样品中NSAIDs的检测,结果与参考方法一致,表明其准确性和可靠性。
结论
本研究首次开发了一种基于深共熔溶剂形成及其固化的微萃取方法,用于牛乳中NSAIDs的分离和预浓缩。该方法具有简单、快速、环保和高效的特点,能够显著提高目标分析物的富集因子和检测灵敏度。与文献报道的其他方法相比,该方法具有更低的检测限,且无需特定仪器和大量有机溶剂,具有广泛的应用前景。
研究亮点
1. 创新性方法:首次将深共熔溶剂形成及其固化技术应用于牛乳中NSAIDs的微萃取,显著提高了富集因子和检测灵敏度。
2. 环保性:使用薄荷醇作为萃取溶剂,减少了对有害有机溶剂的依赖,符合绿色化学原则。
3. 高效性:样品前处理时间少于15分钟,且能够同时检测多种NSAIDs,具有较高的分析效率。
其他有价值的内容
本研究还提供了详细的实验条件优化过程,包括碱性水解、微萃取和HPLC-MS/MS分析的最佳参数,为其他研究者提供了重要的参考。此外,研究还通过对比参考方法验证了其准确性和可靠性,进一步增强了该方法的应用价值。