离子液体分散液相微萃取 毛细管电泳法检测尿液中的毒品

2014年5月10日 5098点热度 0人点赞 0条评论

实验中,对影响萃取效率的因素,包括离子液体和分散剂的种类及用量、样品溶液中NaOH的加入量、反萃取试剂HCI的加入量等进行了优化。0.5 mL预处理过的样品溶液加入3.5 mL0.2 g/L NaOH溶液,以40 mL[ BMIM] PF6为萃取溶剂,350 mL乙腈为分散剂萃取数秒后,反萃取通过向富含离子液体的上清液中加入60 μL 0.1 mol/L HC1完成。麻黄碱和氯胺酮在0.10~ 10 mg/L范围内具有良好的线性关系(r2分别为0. 9968和0.9981);富集因子分别为28.8和16.9,检出限为0.015和0.03 mg/L(S/N=3);重现性RSD<6. 8%( n=6)。本方法成功应用于尿液中麻黄碱和氯胺酮的分析检测,检出限分别为0. 21和0.39 mg/L,加标回收率为79%—90%。本方法具有价廉、易操作、高富集、检测灵敏及干扰小等特点,可用于生物检材中痕量毒品的检测。

1 引 言

毒品犯罪严重威胁着社会安定和经济发展,成为当今世界最严重的社会问题之一。发展先进的分析技术,针对生物检材中的毒品进行快速、准确、有效地分析检测,对于涉毒案件的快速侦破,防范和打击相关犯罪活动具有重要的实际价值。

由于生物检材组成复杂,而且目标分析物在样品中含量通常较低,因此在对痕量分析物最终检测前采用一种有效的萃取富集技术至关重要。分散液相微萃取是近年来兴起的一种新型样品前处理技术,它克服了传统萃取的诸多不足,具有无溶剂化、快速、高效等优点,在很多领域得到了广泛应用‘10川。在液相萃取技术中通常采用传统挥发性有机溶剂作为萃取剂和分散剂,这不可避免地导致环境污染。环境友好的绿色溶剂——室温离子液体具有几乎不挥发、热稳定性好、溶解能力强及结构可调等独特的物理化学性质,用其代替传统的挥发性有机溶剂是液相萃取研究的重要方向‘12—16。然而,目前尚未见基于离子液体的分散液相微萃取方法应用于毒品分析中。本研究以两种常见毒品麻黄碱和氯胺酮为研究对象,采用离子液体分散液相微萃取技术,与反萃取方法结合,实现了尿液中痕量毒品的快速、简单的高效富集,富集产物利用高效毛细管电泳技术分离检测,实现麻黄碱和氯胺酮的同时分离和检测。

2实验部分

2.1仪器与试剂

CL1020高效毛细管电泳仪(北京彩陆科学仪器有限公司);熔融石英毛细管(50 mm i.d.,365 mmo.d.,50 cm/41 cm,河北永年锐沣色谱器件有限公司);CSF-1A超声波发生器(上海超声波仪器厂);80-2电动离心机(安坛市江南科学仪器厂)。

麻黄碱(美国Sigma公司);氯胺酮(分析纯,中国药品生物制品检定所);1.丁基.3-甲基咪唑六氟磷酸盐([ BMIM] PF。,密度1.38 g/mL,20 0C),1一己基.3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM]PF。,密度1.30 g/mL,20C)和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIM] PF6,密度1.23 g/mL,20℃)(上海成捷化学有限公司)。其它试剂均为分析纯;实验用水为去离子水。所有实验用溶液均由0.22 μm滤膜过滤。

2.2富集萃取过程

空白尿液样品均取自未有染毒史的健康志愿者。取空腹晨尿10 mL,加入10 mL甲醇,摇匀后以4000 r /min离心30 min,取上清液用0.22μm微孔膜过滤,滤液待分析。0.5 mL预处理过的样品溶液加入3.5 mL 0.2 g/L NaOH溶液,混匀后快速加入40 μ1离子液体和350 μL乙腈的混合溶液,迅速产生乳状溶液,样品萃取到离子液体液滴中。溶液用手摇几秒后,以4000 r/min离心5 min,吸取上清液。向富含离子液体的上清液中加入0.1 mol/L HC160 μL,剧烈振荡混合液后,以4000 r/min离心5 min完成反萃取。取上清液供CE直接进样分析。

2.3 CE-UV条件

初次使用的毛细管依次用0.1 mol/L NaOH、H20和缓冲溶液冲洗10 min,两次电泳之间用缓冲液冲洗5 min。100 mmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 5.5);分离电压:10 kV;10 cm高差进样3s;检测波长:214 nm;工作温度:25℃。

2.4富集因子和回收率计算

富集因子( Enrichment factor,EF)为反萃取上清液(Cf)与未加入萃取溶液前最初水相中分析物浓度( CO)之比:EF= Cf/Co。萃取回收率(Extraction recovery,ER)按下式计算:其中,Vf和vo分别表示最终反萃取上清液的体积和最初水相的体积。

3 结果与讨论

3.1 分散液相微萃取条件优化

为获得最佳萃取效率,对于离子液体和分散剂的种类及用量、样品溶液中NaOH和反萃取试剂HC1的加入量进行了优化。以下实验均使用4 mL标准样品溶液,麻黄碱和氯胺酮的浓度均为1.0 mg/L。

3.1.1萃取溶剂·离子液体的种类和用量萃取剂需密度比水大、水溶解度低,并且对目标分析物有高萃取能力。考察了3种具有不同烷基链长度的离子液体[ BMIM] PF6,[HMIM] PF6和[OMIM] PF6对目标分析物的萃取能力,结果如图1所示。随着烷基链的增长,对目标分子的富集因子降低,说明不同烷基链影响了离子液体的密度、水溶性以及萃取能力。实验选择[ BMIM] PF6作为萃取溶剂。

改变萃取溶剂[ BMIM] PF6的用量(25,30,35,40,45和50 μL)考察其对萃取效率的影响,发现随着萃取剂用量的增加,萃取回收率逐渐增大,然而超过40 μL,萃取富集因子逐渐下降。因此萃取剂的用量选择为40μL。

3.1.2分散剂的选择实验考察了4种易溶于水且能溶于离子液体的分散剂,甲醇、乙腈、乙醇和丙醇。结果表明,乙腈作为分散剂时具有较高的萃取效率(图2)。考察不同分散剂用量(150,250,350和450 μL),350 μL时富集倍数最大,因为乙腈体积过小,离子液体不能有效分散;体积过大,则增加目标分析物在样品中的溶解度。实验选择350 μL分散剂。

3.1.3 NaOH溶液浓度的影响 一定浓度的NaOH溶液溶解样品,起到同时调节pH值和离子强度的作用。考察NaOH加入量对富集因子的影响(图3),随着NaOH加入量的增加,富集因子明显增大,然而NaOH加入量为0.3 g/mL时,样品溶液离子强度过大,离子液体不能很好分散,导致富集因子下降。实验选择NaOH加入量为0.2 g/mL。

3.1.4反萃取试剂HCI加入量的影响在酸性条件下,麻黄碱和氯胺酮为亲水性的盐形式,能被反萃取到酸性溶液中。考察不同浓度的HC1对萃取效率的影响,发现随着HCI浓度的增大,富集倍数反而降低(图4),而且由于反萃取溶液的离子强度过大,导致麻黄碱和氯胺酮的CE分离度降低,基线噪音加大。因此实验选择0.1 mol/L HCl。

3.2方法的线性范围、检出限和重现性

在优化条件下,以标准溶液考察了方法的线性范围、检出限和重现性。结果表明,两种常见种毒品麻黄碱和氯胺酮在0. 10—10 mg/L范围内具有良好的线性关系,线性方程分别为y=0.2806x -0. 2176( R2 =0. 9968)和y=0.232x-0.1753 (R2 =0.9981);检出限分别为0. 015和0.03 mg/L(S/N=3),平行6次萃取-CE分离检测结果表明,方法具有较好的重现性(峰面积RSD<6. 8%),富集因子分别为28.8(麻黄碱)和16.9(氯胺酮)。

3.3 添加毒品的实际样品分析

应用建立的离子液体分散液相微萃取-CE联用技术分析检测尿液样品中麻黄碱和氯胺酮毒品。在优化条件下,实际加标样品的电泳图见图5,在分析窗口内未见其它干扰物质的谱峰。加标实际样品分析结果见表1。尿液中麻黄碱和氯胺酮的检出限为0. 21和0.39 mg/L,加标回收率为79%~90%。由于萃取后提取离子液体用于反萃取的量小于加入量,萃取和反萃取过程中的分析物在两相中的分配,均是导致回收率低于100%的原因。萃取完成后尽量提取富含分析物的离子液体,萃取和反萃取过程中充分混合两相溶液可以减少回收率的降低。

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