利用新型深共晶溶剂-深共晶溶剂微乳液技术，对功能性食品中的蒽醌类化合物和酚酸类物质进行高效毛细管电泳分析

《Food Chemistry》：Efficient capillary electrophoretic analysis of anthraquinones and phenolic acids in functional foods using a novel deep eutectic solvent–in–deep eutectic solvent microemulsion

基于DES-in-DES微乳的毛细管电泳分离技术首次应用于 Cassia种子中蒽醌类和酚酸类成分的同步检测，通过单因素实验和响应面法优化获得最佳体系（MTHL-OCT油相0.30%，ChCl-EG水相0.60%，pH8.49，含2%SDS和10mM硼砂），检测限0.5940-1.8987μg/mL，回收率90.68%-107.07%，R2>0.999，为绿色分析技术提供新方案。

　　

范凯阳|牛世琦|张天|曹军|叶丽红

杭州师范大学材料化学与化学工程学院，中国杭州311121

摘要

本研究首次将深共晶溶剂-深共晶溶剂微乳液体系作为微乳电动色谱法的分离介质，有效分离并检测了决明子中的多种成分。通过单因素实验和响应面法获得的最佳实验条件如下：薄荷醇-正辛醇的浓度为0.30%，氯化胆碱-乙二醇的浓度为0.60%，pH值为8.49。微乳液中含有2%的SDS和10 mM的硼砂。所提出的方法表现出优异的线性关系，所有相关系数（R2）均高于0.999。计算出的检测限和定量限分别为0.5940–1.8987 μg/mL和1.9802–6.3291 μg/mL。回收率良好，范围在90.68%到107.07%之间。该方法能够有效检测食品基质中的蒽醌和酚酸，显示出其优越的环境友好性和实际应用性。

引言

微乳液是一种热力学稳定且光学透明的均相分散体系，由油相、水相、表面活性剂和辅助表面活性剂或电解质按特定比例混合而成。微乳液具有高稳定性、高溶解能力和可控的组成（Jing等人，2023年）。因此，微乳液被广泛用于分离和提取。值得注意的是，作为伪固定相，微乳液在毛细管电泳过程中形成了一种独特的分离模式，称为微乳电动色谱法（MEEKC）（Ryan等人，2011年）。在MEEKC中，油相通常由常规的疏水性烷烃和离子液体组成，如正辛烷、正己烷、[BMIM]PF?等（Xiao等人，2016年）。近年来，由于深共晶溶剂（DESs）具有优异的环境友好性和促进可持续分离过程的能力，逐渐被引入作为绿色替代油相（Jin等人，2025年）。水相主要使用盐溶液；但其使用限制了分离性能的调节（Cao等人，2013年）。辅助表面活性剂在维持微乳液系统的稳定性方面起着关键作用（Cao & Sheng，2010a）。目前常用的辅助表面活性剂有正丁醇、乙醇、丙二醇等。然而，水溶性DESs（Sun等人，2024年）由于其可持续性、良好的生物相容性以及能够调节表面活性剂胶束的相态和性质，也可以用作辅助表面活性剂。因此，开发一种新型的深共晶溶剂-深共晶溶剂（DES–in–DES）MEEKC方法符合当前绿色化学的趋势，并在多个领域展现出广泛的应用前景，如中药质量控制、食品安全监测和环境污染分析。

DESs是一种新型的离子液体类似物；它们通常由氢键供体（HBDs，如羧酸、多元醇、尿素等）和氢键受体（HBAs，如季铵盐）组成（Abbott等人，2003年）。通过HBDs和HBAs之间的氢键结合，它们与盐形成稳定的共晶混合物（Zhang等人，2012年）。它们最显著的特点是混合物的熔点明显低于其各个组分的熔点，从而在室温下形成稳定的液态系统。根据其性质，DESs可以分为疏水型和亲水型（El Achkar等人，2021a）。与传统溶剂相比，DESs不易燃、无爆炸性、无毒、可生物降解，并具有低饱和蒸气压、优异的电化学和热稳定性以及优异的表面活性（Gu等人，2022年）。因此，DESs被广泛应用于生物质处理（Du等人，2019年）、有机合成（Xiong等人，2016年）、能量存储（Chakrabarti等人，2014年）、碳捕获（García等人，2015年）以及金属离子分离和回收（Schiavi等人，2021年）等多个领域。通过调节HBDs与HBAs的摩尔比，可以连续调节DESs的极性、导电性、粘度、密度等热力学和传输性质（El Achkar等人，2021b）。基于DESs的现有微乳液系统主要用于功能性应用，如催化反应和纳米材料的合成，相关研究主要集中在提高其催化性能上。尽管基于DES的微乳液在色谱分离方面显示出巨大潜力，但由于其绿色特性，相关研究仍处于初步探索阶段，应用规模相对有限。此外，关于DES–in–DES微乳液的研究尚未开展。因此，研究DES–in–DES微乳液在MEEKC中的作用具有重要的理论和实践价值。

决明子是Cassia obtusifolia L.或Cassia tora L.的干燥成熟种子，两者都属于豆科植物（Chen等人，2023a）。决明子曾被原卫生部认定为既可作为食物（Wei等人，2024年）也可作为药物（Dong等人，2017年）使用的品种。因此，决明子兼具药用和食用价值；例如，决明子可用于制作决明子茶（Wang等人，2014年）、功能性饮料（Tang等人，2023年）、糖果片等。它们被广泛用作传统药材，收录在药典中；分布于世界各地（主要分布在南亚、东南亚、非洲和南美洲）（Chen等人，2023b）。传统上，决明子被用于清热、改善视力和缓解便秘。现代研究表明，决明子富含蒽醌和酚酸，具有多种药理作用，如降低血脂、抗氧化、保护肝脏、降低血压和调节肠道菌群（Li等人，2025年）。其中，橙皮苷和金丝桃素被认为是决明子中“最关键”的活性成分。决明子不仅是中国药典中含量测定的标志成分，还具有降低血脂、降低血糖和抗炎作用等多种药理效果。尽管已有几种分析检测方法用于测定关键生物活性成分，但尚需要开发更高效、更准确的新方法，以更好地满足复杂系统的应用需求。常用的决明子检测方法包括高效液相色谱（HPLC）（Xu等人，2012a）、高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DVDs）（Xu等人，2012b）和薄层色谱（TLC）（Priya等人，2013年）等。然而，这些方法通常存在缺点，如有机溶剂消耗量大、样品预处理复杂和检测成本高。因此，开发一种更可持续和高效的检测方法具有实际意义。据我们所知，目前尚无关于使用DES–in–DES检测决明子成分的相关研究。因此，开发一种新的MEEKC方法以分离和测定复杂样品基质中的主要活性成分具有价值。

本研究旨在建立一种新型的DES–in–DES微乳液，作为毛细管电泳（CE）的分离介质，同时进行决明子中蒽醌和酚酸的定性和定量分析。在所提出的MEEKC方法中，首次采用DES–in–DES体系构建微乳液系统。选择薄荷醇（MTHL）-正辛醇（OCT）作为油相，氯化胆碱（ChCl）-乙二醇（EG）作为水相，十二烷基硫酸钠（SDS）作为表面活性剂，硼砂作为电解质。系统优化了关键影响因素，如油相的类型、摩尔比和浓度；水相的类型、摩尔比和浓度；SDS和硼砂的含量以及微乳液的pH值，以提高10种目标分析物（绿原酸、阿魏酸、橙皮苷、钝叶苷、金丝桃苷、大黄素、大黄素甲醚、没食子酸、芦荟大黄素、金丝桃素）的分离效率。此外，还采用了响应面法（RSM）进一步优化实验条件。验证了方法的线性范围、精度、准确性和重复性，以全面评估所提出方法的可行性。我们确认，建立的MEEKC方法能够有效分离和测定功能性食品中的蒽醌和酚酸化合物。

化学试剂

氢氧化钠（NaOH）和四硼酸钠购自中国上海的中药化学试剂有限公司。甲醇（MeOH）用于溶解标准品和样品，SDS（纯度超过99%）由美国密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司提供。柠檬酸（ACS级，纯度99%–102.0%）由上海的Alfa Aesar Trading有限公司提供。百里酚（纯度99%）由云南生物科技有限公司提供。硼酸和MTHL也由该公司提供。

油相类型的影响

在CE实验中，特别是在MEEKC中，油相的选择对分离效率起着关键作用。传统油相通常由疏水性有机溶剂组成，如辛烷和庚烷。传统油相通常存在不稳定性、分离效率低和环境影响大的缺点。为了解决传统油相的局限性，我们系统研究了不同类型DESs的影响

结论

本研究提出了一种新型的DES–in–DES辅助MEEKC方法，成功应用于决明子中酚酸和蒽醌的分离。在本研究的微乳液中，分别使用疏水性DES和亲水性DES作为油相和水相，未添加任何有机溶剂。RSM结果表明，MTHL-OCT和ChCl-EG对目标化合物的分辨率有显著影响。

CRediT作者贡献声明

范凯阳：撰写 – 原稿撰写、验证、软件使用、方法学设计、实验研究。牛世琦：软件使用。张天：验证。曹军：项目监督、项目管理、方法学设计、资金获取、概念构思。叶丽红：撰写 – 审稿与编辑、项目管理。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

本研究得到了浙江省自然科学基金（项目编号：LY23H280012）的支持。