Microextraction isolation of non-steroidal anti-inflammatory drugs from food samples and biological fluids using deep eutectic solvents

Abstract

Глубокие эвтектические растворители (ГЭР) представляют собой смесь из двух или трех компонентов, способных к самоассоциации, чаще всего посредством образования водородной связи, с формированием эвтектической смеси, температура плавления которой существенно меньше температуры плавления индивидуальных компонентов. В аналитической химии ГЭР зарекомендовали себя как эффективные экстрагенты, при этом большая часть описанных методик включает в себя стадию предварительного синтеза ГЭР. В данной работе продемонстрирован новый подход к экстракции нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), таких как кетопрофен и диклофенак, из образцов печени. Процедура включает две стадии. Первая: экстракция аналитов из печени в раствор карбоната натрия. Вторая: выделение аналитов из водного раствора карбоната в фазу ментола при введении в подобную систему ГЭР состава ментол/уксусная кислота. При этом наблюдается протекание нескольких одновременных процессов. Разрушение ГЭР ментол/уксусная кислота за счет взаимодействия карбоната натрия и уксусной кислоты с образованием большого объема углекислого газа, приводящего к эффективному перемешиванию системы. Одновременно происходит образование буферной системы и перевод аналитов в протонированную форму, что обеспечивает возможность образования нового ГЭР между ментолом и НПВП и его выделения в собственную фазу. Полученный ГЭР легко отделяется от матрицы и используется для ВЭЖХ-МС/МС детектирования аналитов. Данная методика была использована для определения диклофенака и кетопрофена в образцах говяжьей печени. Предел обнаружения составил 0,1 мкг/кг для кетопрофена и 0,3 мкг/кг для диклофенака. При этом данный подход полностью исключил необходимость использования органических растворителей при процедуре пробоподготовки и позволил использовать природный ментол в качестве экстрагента.

Deep eutectic solvents (DES) are a mixture of two or three components capable of self-association, most often through the formation of a hydrogen bond, with the formation of a eutectic mixture, the melting point of which is significantly lower than the melting point of individual components. In analytical chemistry, DES have proven to be effective extractants, and most of the described methods include the stage of preliminary synthesis of DES. This work demonstrates a novel approach to the extraction of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) such as ketoprofen and diclofenac from liver samples. The procedure includes two stages. First: extraction of analytes from the liver into sodium carbonate solution. Second: the separation of analytes from an aqueous solution of carbonate into the menthol phase when menthol / acetic acid is introduced into a similar DES system. In this case, the course of several simultaneous processes is observed. The destruction of the DES of menthol/acetic acid due to the interaction of sodium carbonate and acetic acid with the formation of a large volume of carbon dioxide, leading to effective mixing of the system. At the same time, a buffer system is formed and analytes are converted into a protonated form, which makes it possible to form a new DES between menthol and NSAIDs and to release it into its own phase. The resulting DES is easily separated from the matrix and used for HPLC-MS/MS detection of analytes. This technique was used to determine diclofenac and ketoprofen in bovine liver samples. The detection limit was 0,1 μg/kg for ketoprofen and 0,3 μg/kg for diclofenac. At the same time, this approach completely eliminated the need to use organic solvents in the sample preparation procedure and made it possible to use natural menthol as an extractant.