深共熔溶剂在黄酮定量中的分子干扰机制及pH调控无金属检测新策略

　　针对深共熔溶剂(DESs)在铝离子(Al3+ )比色法测定黄酮时产生的严重信号抑制问题，圣彼得堡国立大学团队通过光谱分析和量子化学计算揭示了DES组分与黄酮-铝复合物的竞争性配位机制，开发出基于pH 10的绿色检测方法（LOD=1.03 mg·L-1 ），为复杂分子液体体系中的植物活性成分分析提供了新范式。

　　

在绿色化学浪潮下，深共熔溶剂(DESs)因其可设计的超分子结构和环境友好特性，正逐步取代传统有机溶剂成为天然产物提取的新宠。这类由氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)组成的"设计师溶剂"，在植物活性成分提取领域展现出独特优势——既能高效破坏植物细胞壁，又可稳定易氧化的多酚类物质。然而，当科学家们将DESs提取液直接用于常规的黄酮铝比色法检测时，却遭遇了令人困惑的现象：某些DESs会导致检测信号骤降98%，这背后究竟隐藏着怎样的分子密码？

圣彼得堡国立大学的研究团队在《Journal of Molecular Liquids》发表的研究，首次系统揭示了DESs对黄酮-铝(Al³⁺
)配位体系的干扰机制。研究以经典药物成分芦丁(rutin)为模型分子，发现酸性DESs会通过三重干扰路径破坏检测：竞争性螯合铝离子、改变黄酮质子化状态、形成氢键加合物。更令人惊讶的是，量子化学计算显示胆碱类DESs与芦丁形成的氢键网络，其结合能可达-67.5 kJ·mol^-1
，这种强相互作用彻底重构了分析体系的分子生态。

为突破这一困境，研究人员创新性地开发了pH调控的"无金属"检测策略。通过将碱性条件(pH 10)与乙醇-水体系结合，促使黄酮分子自身形成稳定的查尔酮型发色团，完全规避了金属配位干扰。该方法在地榆(Sanguisorba officinalis)实际样品检测中展现出优异性能：检测限低至1.03 mg·L^-1
，相对标准偏差<2.2%，更获得0.78的AGREEprep绿色评估高分。尤为重要的是，该技术路线解开了DESs应用中"提取高效但检测失真"的死结，为天然药物质量控制提供了兼具准确性与可持续性的解决方案。

关键技术方法包括：1)构建7种胆碱氯化物基DESs（分别与有机酸、多元醇等HBD组合）；2)紫外-可见光谱跟踪Al³⁺
-芦丁复合物在400-500 nm的动态变化；3)采用密度泛函理论(DFT)计算DES组分与芦丁的相互作用能；4)建立pH 10条件下的黄酮直接显色定量方法；5)使用地榆DES提取物进行方法验证。

【分子干扰机制】光谱分析显示酸性DESs（如胆碱氯/乳酸）引起最大信号抑制，源于其羧基与Al³⁺
的强配位作用。时间分辨光谱证实DESs延缓复合物形成动力学，半衰期延长3-8倍。

【量子化学证据】DFT计算揭示DES组分通过-OH···O=C氢键与芦丁C4=O位点结合，形成能量最低的六元环状结构。电子密度分析表明DESs会抽离芦丁的电子云，削弱其与Al³⁺
的配位能力。

【方法学创新】pH 10条件下，芦丁经碱催化异构化为查尔酮，在412 nm产生特征吸收。该方法对7种结构差异黄酮均适用，验证了广谱性。实际样品加标回收率达97.6-103.8%。

【绿色度评估】新方法较传统AlCl₃
法减少60%有机溶剂用量，危险试剂数量从5种降至1种。AGREEprep工具评估显示其在"能源消耗"和"废物产生"指标上表现突出。

这项研究不仅阐明了DESs在分析化学中的"双刃剑"效应，更开创性地提出"利用分子液体特性而非对抗之"的策略思路。其意义超越黄酮检测本身，为其他植物次级代谢产物的DESs兼容性分析提供了范式参考。正如作者Valentina Yatsyshina和Andrey Shishov强调的："理解溶剂-分析物-试剂的三体相互作用，是开发下一代绿色分析方法的关键"。该成果或将推动分析化学从"溶剂适应性"向"溶剂智能性"的范式转变，加速DESs技术在制药和质量控制领域的工业化应用。