西安交大科研人员在功能涂层应用于药物萃取方面取得系列进展

药物是用以预防、诊断和治疗疾病的物质，然而由于其大量的使用及不当处置，药物也可能逐渐成为新型的污染物。药物残留会对水土环境、生物种群和人体健康造成一定的影响。针对这一问题，西安交大药学院王嗣岑教授团队致力于研究新型涂层修饰技术，制备环境友好型吸附材料，用于药物污染物监测和去除，相关研究成果在《药物分析学报（英文）》（Journal of Pharmaceutical Analysis）、《应用表面科学》（Applied Surface Science）、《光化层》（Chemosphere）、《食品化学》（Food Chemistry）等期刊发表。

氟喹诺酮类药物（FQs）是一类广谱抗菌药，广泛用于治疗人畜病原体的感染。然而，机体只能代谢掉少量的这类药物，超过70%的FQs以原型形式排泄到环境中。监测和去除环境样品中的FQs残留物，对于维护生态安全和机体健康尤为重要。高效、高选择性的吸附剂是其分离的关键。王嗣岑教授团队基于涂层改性修饰技术，开发多种植物源性纤维材料用作吸附剂，建立氟喹诺酮类药物的分析方法。基于水热法，利用柠檬酸、氯乙酸钠分别对棉花、蒲叶、玉米芯纤维进行改性，该方法绿色、经济、高效。结果表明，柠檬酸改性的蒲叶纤维表面羧基量高，由于更强的氢键和静电作用，对氟喹诺酮类药物表现出最强的萃取能力，萃取效率高达71.3% ~ 80.9%，吸附量为45.8 ~ 97.6 μg/g。

该研究成果以《简易改性植物纤维用于水样中氟喹诺酮类药物的高效萃取》（Effective extraction of fluoroquinolones from water using facile modified plant fibers）为题发表于《药物分析学报（英文）》（Journal of Pharmaceutical Analysis）。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095177922000569#undfig1

团队开发生物废弃物进行功能化修饰用作吸附剂材料的方法，通过一锅法在玉米芯纤维表面修饰卟啉锆基金属有机骨架材料PCN-223和PCN-224，再通过合成后修饰策略在其表面负载Fe(Ш)，制备得到新型吸附剂材料PCN-224-Fe@corncob，并可以灵活调节涂层材料修饰量。PCN-224-Fe@corncob因尺寸排阻效应以及Fe3+产生更强的静电作用对呋塞米（Fur）和布美他尼（Bum）利尿剂类药物表现出优异的萃取选择性。可以用于减肥产品和环境水样中Fur和Bum的高灵敏度、高选择性、高准确度分析。

该研究成果以《Fe负载卟啉锆基MOFs修饰玉米芯用于选择性萃取利尿剂类药物》（Ferric iron loaded porphyrinic zirconium MOFs on corncob for the enhancement of diuretics extraction）为题发表于《光化层》（Chemosphere）。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653522011870

研究团队针对磺胺类（SAs）抗菌药残留问题，以玉米芯为载体，在室温条件下，将UiO-66-NH2原位固定在玉米芯上，然后基于希夫碱反应固定上共价有机骨架材料TpBD，制得UiO-66-NH2@TpBD杂化修饰玉米芯复合材料。通过改变空间尺寸，增加吸附位点，提高对磺胺类药物的萃取能力。对UiO-66-NH2和TpBD的比例进行优化，增强杂化材料对SAs的萃取性能。通过表征以及密度泛函理论计算，阐明了吸附机理为氢键、π-π、Zr–O–S配位效应，其中π-π占主导作用。

该研究成果以《杂化材料修饰玉米芯用作吸附剂以提高磺胺类药物吸附效率及其机理研究》（Growth of MOF@COF on corncob as effective adsorbent for enhancing adsorption of sulfonamides and its mechanism）为题发表于《应用表面科学》（Applied Surface Science）。

原文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433221033109

论文在王嗣岑教授、包涛副教授指导下完成，博士研究生张男为第一作者，西安交通大学医学部药学院是论文第一通讯作者单位。

王嗣岑教授课题组：http://gr.xjtu.edu.cn/en/web/wangsc