新型固相微萃取及毛细管电色谱柱技术及其在药物分析中应用

In pharmacokinetics and metabonomics, analytical scientists in pharmaceutical analysis are facing a major scientific challenge: to determine trace target analytes in a complex sample matrix, in which the content may be lower than the limit of detection of analytical instrument. To solve this problem, this project focuses on (1) the development of novel solid-phase microextraction (SPME) column packed with carbon fibers which are modified with molecular recognition materials such as poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) by electrochemical polymerization, (2) the development of capillary electrochromatographic (CEC) column with graphene and metal-organic frameworks (MOFs) materials as stationary phases by mussel-inspired polydopamine functionalization and liquid-phase epitaxy, and (3) the development of new analytical methodology for pharmaceutical analysis based on SPME, CEC and hyphenation with mass spectrometric detection. The key technique is to carry out the modification on the surface of carbon fibers and inner wall of capillary with high efficiency, high selectivity and stability. The additional purpose of this project is to mentor graduation students in pharmaceutical analysis based on the carry out of this project.

在药物代谢动力学、代谢组学等研究中，药物分析科学家正面临着血液等生物样品中被检测目标组分含量极其低微，甚至低于现有分析仪器检测限，同时样品基质复杂、严重干扰测定结果准确性的科学问题。 针对该科学问题，本课题拟基于电化学聚合修饰技术、对碳纤维束进行原位电聚合修饰，制备对目标组分有特征分子识别选择性的高分子聚合物分子识别层，以修饰碳纤维束为填充材料研制管内固相微萃取（SPME）柱，实现复杂样品基质中高选择性除杂和富集目标组分；基于仿生聚多巴胺功能化修饰和晶体外延生长技术，研制以金属骨架材料及石墨烯为固定相的新型毛细管电色谱（CEC）柱，以质谱（MS）为检测器，实现目标组分群的高效分离和高灵敏度检测。研究新型SPME、CEC、及其与MS联用技术在药物分析中应用。重点解决在碳纤维束表面及毛细管内表面的高效、高选择性、稳定修饰关键技术。为我国培养具有博士、硕士学位的高级药物分析人才。

本课题旨在开展新型固相微萃取及毛细管电色谱柱技术及其在药物分析中应用研究，重点解决药物分析领域特别是复杂样品分析中常规液相色谱分离选择性缺乏和分离效率低，实际样品中基质复杂及分析目标物含量低于先端分析仪器检测灵敏度导致检测困难等瓶颈科学问题。针对这些问题，按照任务书要求认真组织实施，圆满完成了计划书中的各项任务。主要包括（1）为将具有特征选择性的分子识别材料与管内固相微萃取、搅拌棒固相萃取及磁纳米颗粒等技术相结合，研制成功多种具有特征分离选择性、高性能新型固相微萃取新装置与技术，并建立了一系列药物新分析方法；（2）开发具有特征分子识别选择性的诸如金属有机骨架及共价有机骨架材料等分子识别材料为固定相，研制成功一系列具有特征分离选择性、高性能开管和整体毛细管电色谱柱，并成功应用于与质谱联用及多类药物分析的实际应用中。为药物分析及药代动力学等领域提供了分析技术支撑。. 该项目实施期间共发表标注基金号的论文65篇(64篇SCI收录＋1篇EI收录），获批国家发明授权专利12项，作为会议执行主席组织承办了第九届全国药物分析大会及第二届全国药学院院长高峰论坛。在国内外国际、国内学术会议中应邀做大会报告、主旨报告及邀请报告30余次，培养博士生、硕士生20余名。