二甲双胍(Met)作为一线抗糖尿病药物,因其能显著改善血糖控制和胰岛素敏感性而被广泛用于2型糖尿病的治疗[1,2]。然而近年来,在多种保健品(包括用于调节血糖的功能食品和膳食补充剂)中越来越多地检测到其作为未声明的掺杂物,这主要归因于其强大的降糖作用[3]。这种非法添加行为引发了严重的公共卫生问题,因为不当摄入二甲双胍可能导致乳酸酸中毒、维生素B12缺乏和胃肠道紊乱等严重不良反应[4,5]。因此,迫切需要建立可靠的检测方法来监测保健品中的二甲双胍非法添加情况。
目前已有多种分析技术可用于二甲双胍的检测,包括高效液相色谱(HPLC)[6, [7], [8](单独使用或与其他技术结合),以及电化学传感[9,10]和荧光光谱[11,12]。尽管取得了这些进展,但在复杂样品基质中准确量化二甲双胍仍然具有挑战性[13,14]。结构类似物、高背景干扰以及二甲双胍通常的微量浓度常常影响检测的可靠性。因此,有效的样品预处理至关重要。常用的预处理方法包括固相萃取(SPE)[15,16]、磁性固相萃取(MSPE)[17]和固相微萃取(SPME)[18]。其中,MSPE因其易于分离样品相、操作简单和重复性好而特别吸引人。作为MSPE的核心组成部分,吸附剂从根本上决定了整个萃取过程的性能[19]。然而,传统吸附剂往往选择性差、灵敏度低,这凸显了开发新型萃取材料以高效识别和分离复杂样品中二甲双胍的必要性。
分子印迹聚合物(MIPs)因其高度选择性的分子识别能力而受到广泛关注,这种能力源于其针对模板分子定制的 cavities[20]。这些合成识别位点对模板分子具有显著的特异性,使得MIPs在SPE[21,22]和传感应用[23,24]中得到广泛应用。然而,传统MIPs通常受到结合位点可及性差、吸附容量低和质量传递动力学慢的限制,从而影响了其萃取效率和实用性。为克服这些缺点,人们使用了多种支撑材料(如氧化石墨烯[25,26]和磁性纳米颗粒[27]作为分子印迹的载体。然而,这些载体的表面积相对较小,导致结合位点密度不足。
共价有机框架(COFs)是一类新型结晶多孔聚合物,近年来作为分子印迹的载体显示出巨大潜力[28, [29], [30]]。COFs具有高表面积、均匀且可调的孔隙率以及优异的化学/热稳定性[31, [32], [33], [34]]。基于这些特性,分子印迹COFs在食品和环境分析中的样品预处理领域越来越受到关注。将分子印迹COFs作为MSPE中的新型吸附剂,为从保健品中选择性识别和高效提取二甲双胍提供了有前景的策略。
在本研究中,我们开发了一种新型的分子印迹磁性COF复合材料(MIPs@MCOFs),用于从保健品中选择性提取二甲双胍。首先通过一步法在磁性纳米颗粒上生长COFs制备磁性COFs(MCOFs),然后将MIPs接枝到MCOFs上得到MIPs@MCOFs。COFs的有序孔隙结构、MIPs的选择性识别能力以及纳米颗粒的磁响应性相结合,使得该复合材料具有高吸附容量、快速的动力学性能和优异的选择性。对制备的MIPs@MCOFs进行了系统表征,并优化了关键萃取参数。该材料成功应用于实际保健品样品的提取,随后通过HPLC进行分析。这种方法为监测保健品中的药品掺假提供了一种稳健、高效且环保的替代方案。