IONIC LIQUIDS AS PROMISING FUNCTIONAL MATERIALS FOR MICROEXTRACTION OF STEROID HORMONES

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Prospects for the use of imidazolium ionic liquids (IL) as extractants of sex steroid hormones (estrogens and androgens) in microextraction methods (dispersive liquid-liquid microextraction, DLLME, and magnetic solid-phase microextraction, mSPME) are identified. The key parameters of DLLME using C6MImNTf2 IL, affecting the extraction efficiency, are optimized using the design of experiment method. High degrees of recovery (88–99 %) are achieved. An approach of dynamic IL immobilization on the surface of magnetic nanoparticles (MNPs) for steroid extraction under mSPME conditions is proposed. Two types of MNP pre-coating are studied: hydrophilic based on silica and hydrophobic with oleic acid. The capabilities of C8MImBF4 IL as a MNP surface modifier for efficient steroid extraction are revealed. Optimum conditions provided high degrees of recovery (83–97 %), with the exception of estriol (60 %). The detection limits are 0.26–1.29 ng/mL. Limitations of the method related to partial removal of IL from the surface of NPs are revealed, which reduces the reproducibility of the results for estriol.

About the authors

A. T. Araslanova

Saint Petersburg State University, Institute of Chemistry

Universitetskii pr. 26, Petrodvorets, Saint Petersburg, Russia

M. Vasilenko

Saint Petersburg State University, Institute of Chemistry

Universitetskii pr. 26, Petrodvorets, Saint Petersburg, Russia

E. A. Bessonova

Saint Petersburg State University, Institute of Chemistry

Email: Lena_pol@inbox.ru
Universitetskii pr. 26, Petrodvorets, Saint Petersburg, Russia

L. A. Kartsova

Saint Petersburg State University, Institute of Chemistry

Universitetskii pr. 26, Petrodvorets, Saint Petersburg, Russia

References

  1. Anastas P., Eghbali N. Green chemistry: Principles and practice // Chem. Soc. Rev. 2010. V. 39. № 1. P. 301. https://doi.org/10.1039/B918763B
  2. Sheldon R. A. Fundamentals of green chemistry: efficiency in reaction design // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. № 4. P. 1437. https://doi.org/10.1039/C1CS15219J
  3. Gałuszka A., Migaszewski Z., Namieśnik J. The 12 principles of green analytical chemistry and the SIGNIFICANCE mnemonic of green analytical practices // TrAC, Trends Anal. Chem. 2013. V. 50. P. 78. https://doi.org/10.1016/j.trac.2013.04.010
  4. Erythropel H.C., Zimmerman J.B., de Winter T.M., Petitjean L., Melnikov F., Lam C.H., Anastas P. T. The Green ChemisTREE: 20 years after taking root with the 12 principles // Green Chem. 2018. V. 20. № 9. P. 1929. https://doi.org/10.1039/C8GC00482J
  5. Zimmerman J.B., Anastas P.T., Erythropel H. C., Leitner W. Designing for a green chemistry future // Science. 2020. V. 367. № 6476. P. 397. https://doi.org/10.1126/science.aay3060
  6. Zhou G.S., Yuan Y.C., Yin Y., Tang Y.P., Xu R. J., Liu Y., Duan J.A. Hydrophilic interaction chromatography combined with ultrasound-assisted ionic liquid dispersive liquid–liquid microextraction for determination of underivatized neurotransmitters in dementia patients’ urine samples // Anal. Chim. Acta. 2020. V. 1107. P. 74. https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.02.027
  7. Trujillo-Rodríguez M.J., Rocío-Bautista P., Pino V., Afonso A.M. Ionic liquids in dispersive liquid-liquid microextraction // TrAC, Trends Anal. Chem. 2013. V. 51. P. 87. https://doi.org/10.1016/j.trac.2013.06.008
  8. Santos E., Albo J., Irabien A. Magnetic ionic liquids: synthesis, properties and applications // RSC Adv. 2014. V. 4. № 75. P. 40008. https://doi.org/10.1039/c4ra05156d
  9. Greer A.J., Jacquemin J., Hardacre C. Industrial applications of ionic liquids // Molecules. 2020. V. 25. № 21. P. 5207. https://doi.org/10.3390/molecules25215207
  10. Yavir K., Konieczna K., Marcinkowski Ł., Kloskowski A. Ionic liquids in the microextraction techniques: The influence of ILs structure and properties // TrAC, Trends Anal. Chem. 2020. V. 130. Article 115994. https://doi.org/10.1016/j.trac.2020.115994
  11. Herrera-Herrera A. V., Asensio-Ramos M., Hernández-Borges J., Rodríguez-Delgado M. Á. Dispersive liquid-liquid microextraction for determination of organic analytes // TrAC, Trends Anal. Chem. 2010. V. 29. № 7. P. 728. https://doi.org/10.1016/j.trac.2010.03.016
  12. Pacheco-Fernández I., Pino V. Ch. 17. Extraction with ionic liquids-organic compounds / Handbooks in Separation Science, Liquid-phase extraction / Ed. Poole C.F. Elsevier, 2020. P. 499. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816911-7.00017-7
  13. Pacheco-Fernández I., Pino V. Green solvents in analytical chemistry // Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 2019. V. 18. P. 42. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2018.12.010
  14. Clark K. D., Nacham O., Purslow J. A., Pierson S. A., Anderson, J. L. Magnetic ionic liquids in analytical chemistry: A review // Anal. Chim. Acta. 2016. V. 934. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.aca.2016.06.011
  15. Кольман Я., Рем К. Г. Наглядная биохимия. М: Мир, 2000. Т. 469. С. 469.
  16. Ojoghoro J.O., Scrimshaw M.D., Sumpter J.P. Steroid hormones in the aquatic environment // Sci. Total Environ. 2021. V. 792. Article 148306. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148306
  17. Schänzer W. Metabolism of anabolic androgenic steroids // Clin. Chem. 1996. V. 42. № 7. P. 1001. https://doi.org/10.1093/clinchem/42.7.1001
  18. Racz L.A., Goel R.K. Fate and removal of estrogens in municipal wastewater // J. Environ. Monit. 2010. V. 12. № 1. P. 58. https://doi.org/10.1039/B917298J
  19. Ting Y.F., Praveena S.M. Sources, mechanisms, and fate of steroid estrogens in wastewater treatment plants: A mini review // Environ. Monit. Assess. 2017. V. 189. № 4. P. 178. https://doi.org/10.1007/s10661-017-5890-x
  20. Briciu R.D., Kot-Wasik A., Namiesnik J. Analytical challenges and recent advances in the determination of estrogens in water environments // J. Chromatogr. Sci. 2009. V. 47. № 2. P. 127. https://dx.doi.org/10.1093/chromsci/47.2.127
  21. Massart R. Preparation of aqueous magnetic liquids in alkaline and acid media // IEEE Trans. Magn. 1981. V. 17. № 2. P. 1247. https://doi.org/10.1109/TMAG.1981.1061188
  22. Ma C., Li C., He N., Wang F., Ma N., Zhang L., Wang Z. Preparation and characterization of monodisperse core-shell Fe3O4@ SiO2 microspheres and its application for magnetic separation of nucleic acids from E. coli BL21 // J. Biomed. Nanotechnol. 2012. V. 8. № 6. P.1000. https://doi.org/10.1166/jbn.2012.1454
  23. Zhang L., He R., Gu H.C. Oleic acid coating on the monodisperse magnetite nanoparticles // Appl. Surf Sci. 2006. V. 253. № 5. P. 2611. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2006.05.023
  24. Fard S. M. B., Ahmadi S. H., Hajimahmodi M., Fazaeli R., Amini M. Preparation of magnetic iron oxide nanoparticles modified with imidazolium-based ionic liquids as a sorbent for the extraction of eight phthalate acid esters in water samples followed by UPLC-MS/MS analysis: An experimental design methodology // Anal. Methods. 2020. V. 12. № 1. P. 73.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».