一种固相微萃取探针及其制备方法和用途与流程

本发明涉及固相微萃取，具体涉及一种固相微萃取探针及其制备方法和用途。

背景技术：

1、神经递质(nts)是一类内源性化学物质，作为人体内关键的信号分子，在脑组织中的平衡和功能发挥着至关重要的作用。它们在维持神经系统正常运行、调节情绪、影响认知功能等方面起着核心作用。不幸的是，诸如帕金森病、阿尔茨海默病和亨廷顿病等多种中央神经系统疾病，往往与神经递质水平的异常密切相关。这种异常不仅会导致神经系统功能障碍，还可能触发一系列复杂的病理变化。因此，在脑组织中进行精确的神经递质检测，不仅对于理解这些疾病的病理机制至关重要，也为临床治疗提供了关键信息。然而，由于神经递质种类繁多且浓度较低，加之脑组织的复杂性，对它们的准确检测面临着巨大挑战。因此，开发高效、灵敏的检测方法对于早期诊断、疾病监测和治疗策略的制定具有重要意义。

2、在分析脑组织中的神经递质时，关键挑战在于处理样本的复杂性，尤其是脑组织中含有的多种化合物。虽然传统的样本前处理方法如液-液萃取(lle)、固相萃取(spe)和分散液-液微萃取(dllme)在某些情况下有效，但它们在处理体积有限的脑组织样本时存在局限。相比之下，固相微萃取(spme)技术以其快速采样和低样本需求优势，显著简化了样本准备过程，适用于复杂生物基质中的内源性化合物提取。然而，spme技术的挑战在于现有涂层对蛋白质排除能力有限，这可能阻碍吸附效率。因此，开发具有更高选择性的spme涂层，有效减少蛋白质干扰，对于确保精确可靠的神经递质分析至关重要。

3、共价有机框架(cofs)，作为一类创新的多孔晶体材料，因其巨大的比表面积、高永久孔隙度、良好的热化学稳定性以及多功能性改性潜力而备受关注。cofs的独特结构，如氢键、π-π堆积以及亲疏水平衡力，赋予它们与目标分析物的卓越相互作用能力，尤其在吸附和分离应用方面表现出色。近年来，cofs作为固相微萃取(spme)涂层材料在生物分离领域的应用已显著，尤其是它们有序且可调控的介孔结构在减少复杂生物样本中大分子干扰方面展现出巨大潜力。然而，目前几乎没有研究将具有纳米孔径的cofs与spme技术结合，直接应用于生物脑组织样品中神经递质的分析。

技术实现思路

1、本发明采用了特别设计的cofs材料结合spme技术，增强对神经递质的选择性吸附能力，提高了检测的准确性和稳定性。这种结合不仅提升了神经递质检测的效率，还为生物样本中复杂物质的准确识别和分离提供了新的途径。此外，该创新方法在生物脑组织样品中神经递质检测领域展现出显著的创造性和应用价值，开辟了新的研究和应用前景。这一突破性的结合，不仅证明了cofs在生物样本分析中的巨大潜力，也为未来的科学研究提供了新的方向和灵感。

2、本发明提供一种固相微萃取探针及其制备方法和用途。本发明利用cof-dt材料的纳米级孔径结合固相微萃取技术，实现了对小鼠脑组织匀浆的直接、有效分析。该探针具备高效和精确检测脑组织样本中痕量神经递质的能力，为神经科学研究提供了一种重要的分析工具。这一创新不仅提高了样本处理的效率，同时也确保了分析结果的准确性。

3、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

4、一方面，本发明提供一种固相微萃取探针，其包括探针载体以及涂覆于所述探针载体上的萃取涂层，其中，所述萃取涂层为cof-dt材料，所述cof-dt材料由2,5-二羟基对苯二甲醛(dha)和1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(tab)通过亚胺键连接制成。

5、优选地，所述cof-dt材料的孔径为4.7纳米。本发明探针的独特组成使其在痕量水平的神经递质检测中展现出卓越性能，极大提高了检测的灵敏度和准确性。

6、优选地，所述涂层的厚度为100微米。

7、优选地，所述涂层的长度为1厘米。本发明采用了特定的涂层厚度和涂层长度，保证了高效的样品吸附和释放。

8、优选地，所述探针载体为不锈钢纤维。本发明的不锈钢纤维具有出色的机械强度和化学稳定性，确保了涂层的均匀性和持久性。

9、另一方面，本发明提供一种上述固相微萃取探针的制备方法，该制备方法包括：将探针载体表面先涂覆一层粘合剂溶液，然后将涂覆粘合剂溶液的探针载体端部沾附cof-dt材料的粉末，干燥，即得。

10、优选地，将涂覆粘合剂溶液的探针载体端部沾附cof-dt材料的粉末长度为1cm。

11、优选地，所述粘合剂溶液是中性硅酮胶的环己烷溶液或n-二甲基甲酰胺(dmf)为分散剂的聚丙烯腈(pan)溶液，浓度为200mg/g。

12、优选地，所述干燥为烘箱干燥，干燥温度为120度，时间40分钟。

13、优选地，所述制备方法可以重复多次，例如重复2次。

14、优选地，所述制备方法还包括对所述探针载体进行前处理的步骤，所述前处理的方法如下：将所述探针载体依次使用超丙酮、去离子水和甲醇进行超声波清洁；然后，将其浸入王水溶液中，进行表面粗化处理，以增强其对粘合剂和cof-dt材料的附着能力；接着，用去离子水彻底冲洗至ph值呈中性，在氮气流下干燥。

15、优选地，所述制备方法还包括对沾附cof-dt材料的粉末并且干燥后的萃取涂层进行高温老化的步骤。

16、再一方面，本发明提供一种上述固相微萃取探针在检测神经递质化合物中的用途。本发明的探针通过其独特的cof-dt材料涂层，能够有效地吸附并分离多种关键神经递质，包括但不限于乙酰胆碱、多巴胺等，从而实现对小鼠脑组织中神经递质化合物的快速、准确检测，特别适用于神经科学和生物医学研究中的应用。

17、优选地，所述神经递质化合物包括乙酰胆碱(ach)、l-3,4-二羟基苯丙氨酸(dopa)、多巴胺(da)、去甲肾上腺素(ne)、肾上腺素(e)、3-甲氧基酪胺盐酸盐(3-mt)、5-羟色胺(5-ht)、5-羟基吲哚-3-乙酸(5-hiaa)、谷氨酸(glu)、γ-氨基丁酸(gaba)，其结构如图1所示。

18、再又一方面，本发明提供一种采用上述固相微萃取探针检测神经递质化合物的方法，其中，检测时采取的萃取条件是：萃取时间为20min，解吸时间为15min，洗脱液为0.1％甲酸/水(v/v)，涡旋速度为1500rpm。

19、优选地，所述神经递质化合物包括乙酰胆碱(ach)、l-3,4-二羟基苯丙氨酸(dopa)、多巴胺(da)、去甲肾上腺素(ne)、肾上腺素(e)、3-甲氧基酪胺盐酸盐(3-mt)、5-羟色胺(5-ht)、5-羟基吲哚-3-乙酸(5-hiaa)、谷氨酸(glu)、γ-氨基丁酸(gaba)。

20、在一些具体实施方案中，本发明的固相微萃取探针包括探针载体和涂覆于探针载体表面的萃取涂层，所述萃取涂层为cof-dt材料，所述cof-dt材料是由2,5-二羟基对苯二甲醛(dha)和1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(tab)通过亚胺键连接制成。

21、所述探针载体采用不锈钢纤维。所述固相微萃取涂层(cof-d涂层)涂覆于所述不锈钢纤维的一端表面。所述不锈钢纤维的长度约为3厘米，直径为500微米。所述固相微萃取涂层在不锈钢纤维上的涂覆长度约为1厘米，其厚度约为100微米。

22、所述固相微萃取探针的制备方法，包括如下步骤：在刻蚀的载体表面涂覆粘合剂溶液，然后在载体附着有粘合剂溶液的表面粘上cof-dt材料的粉末，干燥后得到固相微萃取涂层，制得所述固相微萃取探针。具体地，所述粘合剂溶液为中性硅酮胶的环己烷溶液。作为进一步优选，所述粘合剂溶液是按照每毫升dmf中溶解0.5克中pan的比例来配制的。

23、本发明所述的固相微萃取探针尤其适用于脑组织样本中神经递质的分析应用。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明的核心是由cof-dt材料构成的萃取涂层，该涂层涂覆于探针载体的表面；cof-dt材料赋予探针优秀的亲水性和大分子排阻能力，同时保持良好的热稳定性，从而有效地富集脑组织中的多种神经递质；通过对萃取时间、解吸时间和解析溶剂等参数的优化，可以达到最佳的萃取效果；此探针在吸附神经递质方面展现了卓越的效果和重复性，并能与超高效液相色谱-串联质谱(uhplc-ms/ms)设备结合使用，实现广泛浓度范围内的神经递质分析。

26、本发明的涂层覆盖长度大约为1厘米，厚度约为100微米。这样的涂覆尺寸被精心选择，以确保达到最佳的萃取效果，因为吸附量与涂层的长度和厚度密切相关。

27、本发明制备涂层的方法简便易行，无需复杂设备，制备出的涂层不仅热稳定性良好，而且对多种神经递质显示出了卓越的吸附效果和良好的重现性。

28、本发明所制备得到的固相微萃取涂层用于测定脑组织匀浆中神经递质的分析，具有良好的线性范围、低检出限、高回收率等优点。该分析方法通过cof-dt材料萃取脑组织匀浆中的多种神经递质，可以与uphlc-ms/ms联用进行神经递质的检测，且神经递质产生的信号强度与其含量呈良好的线性关系，能够实现对脑组织匀浆中神经递质的直接提取，以及对痕量及大浓度范围的神经递质的分析检测。相对于现有技术，其操作更加简便且检出能力大大提高，具有实际应用的价值。

29、所述固相微萃取探针中，固相微萃取涂层使用的吸附剂为cof-dt材料，该材料具有富含羟基,大分子排阻效果，且热稳定性好等优点；以其为原料制备的固相微萃取涂层耐热性好、且重现性好，对于多种神经递质具有优异的吸附效果。本发明同时提供了所述固相微萃取方法，与传统的脑nt分析方法相比，提供了更直接、更简便的nt提取流程，无需复杂的蛋白质沉淀和衍生化步骤。这一创新方法不仅节省时间，还提高了分析的精确度，使其成为分析复杂生物样本的有力工具。