含有卤氧化铋纳米管的离子液体改性有机聚合物整体材料，用于从全血中通过旋涂尖端固相萃取法提取右美托咪定

高效萃取与灵敏检测：纳米黏土-离子液体改性聚合物微球在离心采样固相萃取中的应用（摘要）

　　

欧阳梦琳|张彪|陈一辉|乔晓强|张毅伟|王婷婷

宁波大学第一附属医院，中国宁波315020

摘要

本文首次合成了一种含有卤化铝纳米管的离子液体改性有机聚合物整体柱（HNTs-IL整体柱），并将其用于从复杂的全血样本中高效、选择性地进行旋涂尖端固相萃取（SPE）以提取右美托咪定。通过引入卤化铝纳米管，HNTs-IL整体柱对右美托咪定的吸附能力显著提高，达到了33.8 mg/g。此外，该整体柱表现出优异的重复使用性，可承受多达100次萃取循环。所建立的方法具有宽广的线性范围（0.10–10.00 ng/mL）、低检测限（0.01 ng/mL）、较低的样品和吸附剂消耗量（50 μL全血，15 mg吸附剂）、可忽略的基质效应（103%）以及优异的重现性（日内RSD：2.7–7.3%；日间RSD：5.6–9.8%），并在全血样本中实现了高回收率（89.7–98.3%）。这项工作为临床应用中右美托咪定的灵敏监测提供了一种可靠且实用的工具。

引言

右美托咪定（log P = 3.2）是一种亲脂性咪唑衍生物，化学式为（4-(S)-[1-(2,3-二甲基苯基)乙基]-1H-咪唑盐酸盐）。作为一种高度选择性的α₂-肾上腺素受体激动剂，它具有镇静、抗焦虑和镇痛作用[1]。1999年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准右美托咪定用于成人；随后，2009年中国食品药品监督管理局（CFDA）也批准了其使用[2]。右美托咪定已被证明在手术中作为麻醉辅助药物有效，有助于减少患者移动、减轻术后疼痛并缓解苏醒时的烦躁[3]。这些特性使得右美托咪定成为一种有价值的临床药物。因此，开发出可靠的定量分析方法以准确测定生物基质中的右美托咪定浓度对于手术患者的剂量调整至关重要。

液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）因其灵敏度、选择性、稳健性和高通量而成为测定生物样本中右美托咪定的常用方法[4,5]。然而，由于生物基质的复杂性，通常需要对样品进行预处理以提取分析物。传统的萃取技术，如液-液萃取[6,7]和固相萃取（SPE）[8]，虽然能够彻底提取分析物，但往往耗时、劳动强度大，需要多个步骤、较大的基质体积和大量的有机溶剂[9]。一种有前景的替代方法是旋涂尖端SPE，它是传统SPE的微型化形式[10]。旋涂尖端SPE完全在离心系统中进行：将少量吸附剂装入移液器尖端，然后放入离心管中，通过离心力使样品通过吸附剂。与传统SPE相比，旋涂尖端SPE操作更简单、速度更快、通量更高、成本更低[11]。然而，为了实现高萃取效率，需要使用对右美托咪定具有强吸附能力的吸附剂。

与其他SPE方法一样，吸附剂的选择显著影响旋涂尖端SPE的性能。有机聚合物整体柱因其制备简便、传质速度快、渗透性好和pH稳定性优异而受到关注[12]。已经开发了多种有机聚合物整体柱用于旋涂萃取，并成功应用于有机磷农药[13]、肽[14,15]、蛋白质[16]和细胞外囊泡[10]等的萃取。然而，它们的一个主要缺点是在有机溶剂中容易膨胀，这可能会影响机械稳定性[17]。此外，由于聚合物基质中缺乏纳米孔和中孔，其比表面积通常较低，导致吸附能力相对较低[18]。

将纳米颗粒引入有机聚合物整体柱不仅增强了机械稳定性，还提高了吸附能力。在各种纳米颗粒中，卤化铝纳米颗粒（HNTs）因其刚性的无机特性和高长径比而脱颖而出，这些特性有助于提高聚合物的机械性能[19]。此外，HNTs的比表面积可达503 m²/g[20]，提供了大量的吸附位点，从而提高了整体柱的吸附能力。例如，引入HNTs后，用于管内固相微萃取的吸附剂可重复使用多达35次[21]。这些特性使得含有HNTs的有机聚合物整体柱成为旋涂尖端SPE的理想吸附剂。

离子液体（ILs）作为一种多功能、环保的吸附材料也受到了关注。它们具有低挥发性、良好的热稳定性、可调的亲水性/疏水性以及可设计的结构[22]等吸引人的物理化学性质，可以引入额外的功能基团，并提供多种相互作用机制，如静电作用、π-π作用、氢键和疏水作用[23]。这些特性有利于实现高吸附能力[24]。因此，将HNTs与ILs改性的有机聚合物整体柱结合使用，有望产生一种在复杂生物基质中高效提取右美托咪定的新型吸附剂。

在本研究中，我们开发了一种含有HNTs的IL改性有机聚合物整体柱（HNTs-IL整体柱），并将其作为旋涂尖端吸附剂用于从全血样本中提取右美托咪定。优化了预聚物的组成以最大化吸附能力，并系统研究了旋涂尖端SPE的过程。还优化了影响萃取性能的关键因素。结果表明，所提出的HNTs-IL整体柱合成策略是有效且可重复的。通过将基于HNTs-IL整体柱的旋涂尖端SPE与LC-MS/MS结合，建立了一种灵敏、便捷且可靠的右美托咪定检测方法。该方法适用于全血中右美托咪定的定量测定，为临床分析提供了新的途径。

试剂和材料

右美托咪定（≥98%）购自Panphy Chemical Corporation（美国加利福尼亚州洛杉矶）。作为内标（IS）使用的盐酸右美托咪定（≥98%）购自Alta Scientific Co., Ltd.（中国天津）。1-辛基-3-乙烯基咪唑溴化物（IL-C8，99%）和1-乙烯基-3-十八烷基咪唑溴化物（IL-C18，98%）由郑州JACS Chemical Products Co., Ltd.（中国郑州）提供。1-丁基-3-乙烯基咪唑溴化物（IL-C4，99%）购自上海Chengjie

HNTs-IL整体柱的制备

鉴于右美托咪定的疏水性，开发了含有来自ILs的疏水碳链的整体柱。为了优化性能，筛选了多种类型的IL（即IL-C4、IL-C8和IL-C18）。如表2（整体柱#1–3）所示，右美托咪定的最大吸附能力随碳链长度的增加而增加，这与较长烷基链提供的增强疏水相互作用一致。因此，选择IL-C18作为功能性的疏水基团

结论

本研究成功合成了一种新型的HNTs-IL整体柱，并将其作为高效吸附剂应用于旋涂尖端SPE过程中。引入HNTs提高了整体柱对疏水性分析物的吸附能力，同时保持了良好的重复使用性和可重复性。基于该整体柱建立了旋涂尖端SPE-LC-MS/MS方法用于测定全血中的右美托咪定。高萃取回收率可归因于这种方法的协同效应

作者贡献声明

欧阳梦琳：研究、方法学、数据管理、初稿撰写。张彪：研究、方法学、数据管理、初稿撰写。陈一辉：方法学、数据管理、验证。乔晓强：验证、概念构思。张毅伟：研究、资源获取、验证、监督。王婷婷：概念构思、正式分析、资金获取、方法学、监督、撰写-审阅和编辑。

数据可用性

数据可应要求提供。

作者贡献声明

欧阳梦琳：数据管理、方法学、初稿撰写、研究。张彪：数据管理、方法学、初稿撰写、研究。陈一辉：方法学、验证、数据管理。乔晓强：概念构思、验证。张毅伟：监督、研究、资源获取、验证。王婷婷：概念构思、正式分析、资金获取、方法学、监督、撰写-审阅与编辑。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了浙江省健康产业科技计划（项目编号2025HY0914）和中国宁波市自然科学基金（项目编号2022J199和202003N4168）的支持。