基于甜菜碱-尿素低共熔溶剂的环糊精电动色谱法：提升疏水性多环芳烃分离效率的新策略

　　本研究针对传统毛细管电泳(CE)中环糊精(CD)溶解度低及有机溶剂依赖性问题，创新性地采用甜菜碱-尿素(BU)低共熔溶剂(DES)作为分离介质，系统评估了8种CD对多环芳烃(PAHs)的分离性能。结果表明BU使天然CD溶解度提升2-20倍，并显著增强疏水选择性，成功实现了18种带电/中性PAHs的分离，为绿色分析化学提供了新思路。

　　

在分析化学领域，毛细管电泳(CE)因其高效、低耗的特性被誉为"绿色技术"，但面对疏水性物质分离时仍面临两难困境：既要依赖有机溶剂改善环糊精(CD)溶解度和选择性，又要避免有机溶剂违背绿色化学原则。多环芳烃(PAHs)这类环境污染物就是典型代表——传统水相CD-EKC(电动色谱)系统对其束手无策，而有机溶剂的引入又会抑制CD-分析物的疏水相互作用。这种"进退维谷"的局面，促使科学家们寻找既能保留CD分子识别功能、又符合可持续发展理念的新型分离介质。

中国某研究团队在《Journal of Chromatography A》发表的研究给出了创新解决方案。他们首次将甜菜碱-尿素(BU)低共熔溶剂(DES)作为主体介质应用于CD-EKC系统，通过系统评估α-、β-、γ-CD等8种环糊精对18种PAHs(含带电/中性化合物)的分离性能，发现BU不仅使天然CD溶解度提升2-20倍，更意外地增强了疏水选择性，成功解决了传统水相体系无法分离高疏水性PAHs的难题。这项突破不仅拓展了DES在分析化学中的应用边界，更开辟了"绿色电泳"的新路径。

关键技术方法包括：(1)采用FT-IR、¹
H-NMR等技术表征BU溶剂结构；(2)通过溶解度实验定量比较CD在BU与水中的溶解差异；(3)设计三组PAHs(含溴代/羟基/羧基衍生物)作为模型分析物；(4)系统优化电泳条件评估分离效率；(5)通过迁移时间变化验证CD-分析物相互作用机制。

材料与方法
研究选取1-溴-2-萘甲酸等18种PAHs作为模型分析物，涵盖中性、酸性及衍生物。通过对比α-、β-、γ-CD及羟丙基-β-CD等五种衍生物在BU中的溶解行为，发现BU对所有CD均表现出优异溶解性，其中β-CD溶解度提升达20倍。

BU特性表征
前期研究已证实BU具有稳定的氢键网络结构，其粘度、介电常数等参数适合CE分离。本研究重点验证BU对CD分子识别功能的影响，发现尽管DES环境改变，CD空腔的疏水作用仍保持甚至增强。

分离性能评估
针对三组PAHs的分离实验显示：在BU介质中，所有测试CD均能实现基线分离，而相同条件下水相体系完全失效。特别值得注意的是，对1-甲基萘等中性PAHs的分离效率提升最为显著，证实BU能有效强化CD的疏水识别能力。

结论与意义
该研究首次证明DES可作为CD-EKC的理想介质，其核心突破在于：(1)破解了传统水相体系对高疏水性物质分离的局限性；(2)避免了有机溶剂对CD功能的抑制；(3)通过BU与CD的协同效应，使PAHs分离效率超越常规体系。这种"DES-CD"协同策略不仅为环境污染物分析提供了新方法，更重要的是为绿色分析化学树立了范式——通过溶剂工程学手段，既能保持分离效能又可最大限度减少有毒试剂使用。研究团队特别指出，BU介质中CD溶解度的数量级提升可能源于尿素对CD羟基的氢键作用，而疏水选择性的增强则与DES独特的微观极性分布相关，这些发现为后续溶剂设计提供了重要理论线索。

这项工作将DES的应用从简单"添加剂"升级为"功能介质"，标志着分析化学向绿色化迈进的关键一步。正如研究者强调的，未来通过定制化设计DES组分，有望开发出更高效的分离系统，最终实现"零有机溶剂"的分析化学新纪元。