儿童生物样本中B族维生素的检测与应用文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

维生素是一类维持机体正常生命活动的微量有机物，对机体的新陈代谢、健康和发育都起着十分重要的作用。其中，B族维生素是一类水溶性维生素，主要包括VB1、VB2、VB3、VB5、VB6、VB7、VB9、VB12等，是维持机体正常代谢的重要营养物质，常作为辅酶因子参与体内各种代谢反应，可以帮助维持心脏和神经系统功能，还可以维持消化系统和皮肤的健康。缺乏B族维生素，可能会降低细胞功能，引起代谢障碍，导致各种疾病的产生。

因此，对机体内B族维生素的含量的检测和分析是十分必要的。但B族维生素很不稳定，在酸碱、光、热等一定条件下易分解，所以对B族维生素的提取和测定比较困难。现有研究中，对B族维生素的检测分析方法主要有：微生物法、分光光度法和色谱法等^[1]。高相液相色谱（HPLC）是目前测定维生素含量最普遍的一种方法^[2]，该方法能快速高效地分离和测定维生素。本实验中也采用HPLC来对B族维生素进行分离和检测。

将样品注入高效液相色谱仪之前，样品的前处理方法对检测结果也有较大的影响。液液萃取（LLE）、固相萃取（SPE）和固相微萃取（SPME）是较为常用的样品前处理方法。纳米材料由于其比表面积大、吸附能力强的特点，可以作为吸附剂用于样品萃取，而纳米纤维材料可以由静电纺丝技术来制备。本课题组构建的以电纺纳米纤维作为吸附剂的固相萃取——填充纤维的固相萃取（PFSPE）样品前处理方法已经较为成熟，具有操作较为简便，溶剂用量少等优势^[3]，并且已经成功制备了聚苯乙烯（PS）, 聚冠醚-聚苯乙烯（PCE-PS）,聚吡咯（PPY）,聚乙烯二氧噻吩（PEDOT）等多种纳米纤维，并将其用于多种样品的前处理。

B族维生素多含有羟基和氮原子。而硼酸可与顺式邻二羟基化合物特异性结合形成五元或六元环酯 ^[4] ,基于该原理制备的硼亲和吸附材料已经被用于核苷、糖类、聚糖、糖蛋白^[5]、儿茶酚胺^[6，7]以及含氮农药^[4]的选择性富集与提取。

硼酸对顺式邻二羟基物质的选择性是基于硼酸基团可以与顺式邻二羟基形成可逆的、pH可控的环酯。当溶液pH值较高(一般为碱性或者中性)时,硼原子与溶液中的氢氧根发生络合,顺式邻二羟基化合物与硼酸离子形成五元或六元环酯,继而附着在吸附剂表面。当溶液的pH下调至酸性时,形成的环酯解离,顺式邻二羟基化合物就从吸附剂上脱落，解析到溶液中。

因为生物样品的pH大多为中性或弱碱性，所以寻找可以降低反应所需pH的硼酸化合物十分重要。刘震等人的研究发现^[2]，四种类型的硼酸化合物可以提供较低的结合pH: (I)与硼酸结合的基团含有吸电子基团，如硝基、氟基、苯基环上的磺酰基和羰基 ，(II) Wulff型硼酸化合物，含有分子内配位的B–N 或B–O 键，(III)改进Wulff型硼酸化合物,含有三配位 B–O键，(IV) 杂环硼酸。

此外，硼酸材料的孔穴和纳米结构能够降低结合pH,并提高对目标物的亲和能力。如Chen LQ利用PCE-PS纳米纤维萃取儿茶酚胺类化合物时，加入DPBA硼酸化合物作为络合剂处理固相萃取柱，从而在中性的pH下完成了对儿茶酚胺化合物的高效萃取，与不使用DPBA硼酸化合物的情况相比，显著提高了对目标化合物的萃取效率^[6]。

另外，硼酸化合物中的硼酸配体易与氮原子形成B-N 配合物。Hu H 等人根据硼酸化合物的这一性质，以4-乙烯基苯硼酸为单体制备了硼亲和吸附剂，研究发现所制备的吸附剂对一些含氮污染物如磺胺类、硝基酚等物质具有较好的萃取性能^[8]。

通过文献调研，发现现已有相关的制备含有硼酸化合物的电纺纳米纤维的制备研究，不过研究数量较少，且基本都是用于电化学检测领域。如Ashutosh等人混合电纺聚（苯乙烯-丙烯酰胺）（PSA）和聚苯乙烯磺酸（PSSA）获得聚电解质纳米纤维薄膜PSA/PSSA， 并将弱路易斯酸氨基苯硼酸通过物理吸附的方法吸附至纳米纤维膜表面，制备可以特异性吸附检测样品中葡萄糖的电化学传感器^[9]；Manesh 等人也提出了一种用于葡萄糖特异性检测的硼酸聚合物的合成方法——将PVdF聚偏二氟乙烯和poly(aminophenylboronic acid)聚（氨基苯硼酸）共同电纺^[10]。另外，Jennifer等人将4-乙烯基苯硼酸共甲基丙烯酸二甲氨乙酯共甲基丙烯酸丁酯（pVDB）与聚丙烯腈（PAN）混合纺丝制备了含有苯硼酸基团的共纺纳米纤维，用于检测增殖中的革兰氏阴性菌群^[11]。

迄今为止，利用硼酸化合物合成纳米纤维材料的研究较少，并且很少将其应用于固相萃取。B族维生素具有较高的极性，其化学结构式中含有多个羟基和氨基，此前研究推测其可以与硼酸化合物作用，因此基于本课题组的已有电纺纳米纤维材料结合硼酸化合物验证了其对几种B族维生素的萃取和选择作用。因此，本研究在基于前研究的基础上，用本课题组已有材料以六种B族维生素的萃取和检测为目标，并尝试在本课题组已有材料基础上探索新型纳米纤维材料的制备，用于B族维生素的固相萃取和生物样本检测。将探索所得方法应用于实际样本检测，为后续研究及临床应用打下基础。