8-羥基喹啉（8-Hydroxyquinoline，簡稱8-HQ）是生物樣品微量元素檢測中經典且應用廣泛的螯合型顯色劑與萃取劑，其分子結構中含有的氮、氧雜原子可提供孤對電子，與絕大多數金屬離子形成穩定的五元螯合環，兼具高選擇性、強絡合能力、顯色特性等優勢，能有效解決生物樣品基質復雜（含蛋白質、氨基酸、糖類、有機酸等）、微量元素含量低（μg/g甚至ng/g級）、易受干擾的檢測難題。在生物樣品檢測中，其適配的微量元素涵蓋過渡金屬（Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Ni）、重金屬（Pb、Cd、Hg、Cr）、稀土及堿土金屬（Mg、Ca、Al）等，樣品類型包括血液、尿液、毛發、組織勻漿、唾液、動植物提取物等，核心應用于微量元素的分離富集、顯色定量、前處理凈化環節，是原子吸收光譜（AAS）、紫外-可見分光光度法（UV-Vis）、熒光光度法、高效液相色譜（HPLC）等檢測技術的關鍵配套試劑，同時在樣品前處理的固相萃取、液液萃取中發揮重要作用，成為生物樣品微量元素精準檢測的重要工具。

一、適配生物樣品微量元素檢測的核心特性

8-羥基喹啉能成為生物樣品微量元素檢測的常用試劑，核心源于其分子結構與絡合特性完美適配生物樣品的檢測需求，同時彌補了直接檢測的諸多缺陷，其關鍵特性體現在四方面：

廣譜絡合性與結構穩定性：分子中羥基的氧原子和喹啉環的氮原子為雙配位位點，可與周期表中絕大多數金屬離子（除堿金屬外）形成1:1或2:1型穩定螯合物，螯合環的共軛結構使其在酸堿范圍（pH 3~10）內性質穩定，不易被生物樣品中的酶、有機酸分解，適配不同酸堿性的生物樣品前處理體系。

pH依賴性的選擇性絡合：8-羥基喹啉與金屬離子的絡合反應具有顯著的pH依賴性，通過調節反應體系的pH值，可實現不同金屬離子的分步絡合與分離。例如，pH 3~4時可與Al³⁺、Fe³⁺絡合，pH 5~6時與Cu²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺絡合，pH 8~9時與Pb²⁺、Cd²⁺、Mg²⁺絡合，這一特性可有效規避生物樣品中多種離子的相互干擾，實現目標微量元素的選擇性檢測。

顯色/熒光特性與可萃取性：8-羥基喹啉與金屬離子形成的螯合物多為有色結晶或具有強熒光特性，且難溶于水、易溶于氯仿、乙酸乙酯、苯等有機溶劑，既可以通過顯色反應直接用UV-Vis定量，或利用熒光螯合物的熒光強度定量（如與Al³⁺、Zn²+形成的螯合物具有特征熒光），也可通過液液萃取將螯合物從水相的生物樣品基質中萃取至有機相，實現微量元素與生物基質的分離，消除蛋白質、糖類等基質的干擾。

低毒性與生物相容性：8-羥基喹啉本身低毒，且與金屬離子形成的螯合物在常見有機溶劑中溶解性好，不會在萃取或顯色過程中產生有毒副產物，同時不會與生物樣品中的蛋白質、核酸發生非特異性結合，避免對檢測體系造成二次干擾，適配生物樣品的檢測要求。

二、在生物樣品微量元素檢測中的核心應用環節

生物樣品中微量元素檢測的核心難點是基質干擾消除與低含量目標物的富集/定量，8-羥基喹啉主要圍繞這兩大難點，應用于樣品前處理的分離富集和檢測環節的顯色/熒光定量，同時可作為固相萃取填料的功能配體實現高效凈化，各環節應用邏輯與實操要點高度適配生物樣品的檢測流程。

（一）樣品前處理：分離富集與基質凈化

生物樣品中的蛋白質、多肽、有機酸等基質會吸附微量元素或干擾檢測儀器的信號（如AAS中的基體效應），且微量元素含量極低，直接檢測易出現檢出限不足、結果偏差大的問題。8-羥基喹啉通過絡合-萃取或絡合-固相萃取實現微量元素的分離、富集與基質凈化，使目標物從復雜生物基質中脫離并濃縮，提升檢測的靈敏度與準確性，這是其核心的應用環節。

液液萃取（LLE）分離富集：將生物樣品經前處理（如血液去蛋白、組織勻漿消化、尿液酸化）后，調節水相體系的pH值至目標金屬離子的絡合范圍，加入8-羥基喹啉使其與微量元素形成疏水性螯合物，再加入有機溶劑（如氯仿、乙酸乙酯）振蕩萃取，螯合物會快速轉移至有機相，而水溶性的生物基質（如多肽、糖類）則留在水相，實現相分離。通過多次萃取可將微量元素的富集倍數提升至10~100倍，有效降低檢測方法的檢出限，適配血液、尿液中痕量Pb、Cd、Cr等重金屬的富集，后續可直接將有機相導入AAS、HPLC等儀器檢測。

固相萃取（SPE）凈化與富集：將8-羥基喹啉鍵合在硅膠、聚苯乙烯-二乙烯苯等固相載體上，制備8-羥基喹啉功能化固相萃取柱，利用其絡合特性實現對生物樣品中微量元素的選擇性吸附。生物樣品經簡單前處理后過柱，目標金屬離子與柱上的8-羥基喹啉形成螯合物被吸附，而雜質基質則隨淋洗液流出；再用酸性洗脫液（如稀硝酸、稀鹽酸）調節pH，破壞螯合結構，將微量元素洗脫并濃縮，完成凈化與富集。該方法相較于液液萃取更高效、有機溶劑用量少，適配毛發、組織勻漿等基質復雜樣品中Fe、Cu、Zn等常量微量元素的前處理，且可實現批量樣品的處理，提升檢測效率。

（二）檢測定量：顯色劑與熒光試劑

8-羥基喹啉與金屬離子形成的螯合物多具有特征的吸收光譜或熒光光譜，可直接作為顯色劑（UV-Vis）或熒光試劑，實現生物樣品中微量元素的定性與定量檢測，該方法操作簡便、成本低、快速，適用于基層實驗室或現場快速檢測，也是經典的定量方法之一。

紫外-可見分光光度法顯色定量：針對生物樣品中含量相對較高的微量元素（如Fe、Cu、Zn、Al），經前處理分離富集后，調節體系pH至適宜絡合范圍，加入8-羥基喹啉形成有色螯合物，該螯合物在紫外-可見光區有特征吸收峰（如8-羥基喹啉鐵在470nm處有最大吸收，8-羥基喹啉銅在620nm處有最大吸收），通過測定吸光度，結合標準曲線即可實現定量。為提升選擇性，可加入掩蔽劑（如酒石酸、檸檬酸）消除共存離子的輕微干擾，適配尿液、唾液中Fe、Zn的快速定量，檢測精度可滿足生物樣品的常規檢測要求。

熒光光度法定量：8-羥基喹啉本身熒光較弱，但與部分金屬離子（如Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺）形成的螯合物具有強特征熒光（如8-羥基喹啉鋁在365nm激發光下，510nm處有強熒光發射），且熒光強度與金屬離子濃度在一定范圍內呈良好的線性關系。利用這一特性，可實現生物樣品中痕量此類離子的熒光定量，該方法的靈敏度遠高于紫外-可見分光光度法，檢出限可達ng/g級，適配血液、動植物提取物中痕量Al³⁺、Zn²⁺的檢測，且可通過調節pH實現不同離子的選擇性熒光檢測。

（三）聯用技術：配套絡合劑提升檢測適用性

8-羥基喹啉可作為配套絡合劑與現代儀器分析技術聯用，解決單一檢測技術的局限性，拓展生物樣品微量元素檢測的范圍與精度。例如，與高效液相色譜（HPLC）聯用，將8-羥基喹啉與微量元素形成的螯合物進行液相色譜分離，再結合紫外或熒光檢測器定量，可實現多種微量元素的同時檢測，適配生物樣品中Fe、Cu、Zn、Mn等多種離子的同步分析；與原子熒光光譜（AFS）聯用，通過8-羥基喹啉的萃取富集，提升樣品中痕量Hg、As等元素的濃度，降低AFS的檢出限，保證檢測結果的準確性；與電感耦合等離子體發射光譜（ICP-OES）聯用，利用其絡合特性消除生物基質的基體效應，提升光譜檢測的穩定性。

三、在常見生物樣品微量元素檢測中的具體應用

不同生物樣品的基質特性、微量元素存在形式與含量差異顯著，8-羥基喹啉的應用方式（萃取、顯色、固相萃取）需針對性調整，核心圍繞樣品的前處理難度與檢測目標物的含量進行適配，以下是血液、尿液、毛發、組織勻漿四類常見生物樣品的具體應用場景：

血液樣品（血清/血漿）：血液中含大量蛋白質，易吸附微量元素且產生基體效應，檢測前需先進行去蛋白處理（如三氯乙酸沉淀）。對于血中Fe、Cu、Zn等常量微量元素，可調節去蛋白后上清液的pH至5~6，加入8-羥基喹啉形成螯合物，經氯仿萃取后，將有機相用于AAS檢測或直接紫外顯色定量；對于血中痕量Pb、Cd等重金屬，采用8-羥基喹啉功能化固相萃取柱進行富集凈化，再用石墨爐原子吸收光譜（GFAAS）檢測，可有效提升檢測靈敏度，滿足血中重金屬痕量檢測的要求。

尿液樣品：尿液基質相對簡單，含少量有機酸、尿素，微量元素多以游離態存在，是極易檢測的生物樣品。對于尿液中Fe、Mg、Ca等元素，可直接酸化調節pH后，加入8-羥基喹啉熒光顯色，用熒光光度法定量；對于痕量Pb、Cr，采用液液萃取法，以8-羥基喹啉為絡合劑、乙酸乙酯為萃取劑，富集后用火焰原子吸收光譜（FAAS）檢測，操作簡便且結果穩定，也是臨床尿液微量元素檢測的常用方法。

毛發樣品：毛發中的微量元素以結合態存在于角蛋白中，且樣品易采集、保存，是反映機體長期微量元素暴露水平的重要樣品。毛發需先經洗滌（去除表面污染）、干法/濕法消化后，將消化液調節至適宜pH，加入8-羥基喹啉進行絡合，再通過固相萃取柱凈化富集，后續用AAS或HPLC檢測，可實現Fe、Cu、Zn、Pb、Cd等元素的同時分析，適配職業病防治中重金屬長期暴露的檢測。

組織勻漿樣品（肝、腎、肌肉等）：動植物組織勻漿基質復雜，含大量蛋白質、脂肪、多糖，微量元素多與生物大分子結合。樣品需先經消化（微波消解法為佳，減少元素損失），消化液冷卻后調節pH，以8-羥基喹啉為絡合劑，采用液液萃取法將微量元素萃取至有機相，脫離水相基質干擾，后續用ICP-OES檢測，可實現多種微量元素的快速同步定量，適配生物醫學研究中組織內微量元素分布的檢測。

四、在應用中的優化與抗干擾策略

生物樣品中存在的共存離子、有機酸、蛋白質等會對8-羥基喹啉的絡合、顯色過程產生干擾，導致檢測結果偏差，因此實際應用中需通過pH精準調控、掩蔽劑加入、樣品前處理優化等方式消除干擾，同時對8-羥基喹啉的使用方式進行優化，提升檢測的準確性與選擇性，核心策略如下：

pH的精準調控：這是消除共存離子干擾的核心手段，根據目標金屬離子與8-羥基喹啉絡合的適宜pH范圍，采用緩沖溶液（如醋酸-醋酸鈉、磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉）精準調節體系pH，實現目標離子的選擇性絡合，避免其他離子的共絡合（如調節pH 3.5時，僅Al³⁺與8-羥基喹啉絡合，可有效消除Fe、Cu的干擾）。

掩蔽劑的合理加入：對于無法通過pH調控消除的共存離子，加入專用掩蔽劑封閉干擾離子的配位位點，使其無法與8-羥基喹啉絡合。例如，加入酒石酸、檸檬酸可掩蔽Fe³⁺、Al³⁺，加入氰化物可掩蔽Cu²⁺、Ni²⁺，加入氟化物可掩蔽Ca²⁺、Mg²⁺，掩蔽劑的加入量需精準控制，避免過量掩蔽目標離子。

樣品的充分前處理：對于含蛋白質的生物樣品（血液、組織），必須通過沉淀、消化等方式徹底去除蛋白質，防止蛋白質與8-羥基喹啉或金屬離子結合，破壞螯合反應；對于含脂肪的樣品，需通過萃取去除脂肪，避免其包裹螯合物影響萃取或顯色效率。

8-羥基喹啉的衍生化優化：為提升8-羥基喹啉的選擇性與絡合能力，可對其進行簡單衍生化（如制備5-氯-8-羥基喹啉、7-碘-8-羥基喹啉），衍生后的試劑與特定金屬離子的絡合選擇性顯著提升，且螯合物的顯色/熒光特性更優，可有效降低生物樣品的干擾，適配痕量、超痕量微量元素的檢測。

五、在生物樣品檢測中的應用優勢與發展趨勢

相較于其他絡合試劑（如二乙基二硫代氨基甲酸鈉、偶氮胂Ⅲ），8-羥基喹啉在生物樣品微量元素檢測中具有成本低、操作簡便、廣譜絡合、適配多種檢測技術的顯著優勢，且試劑易得、穩定性好，既適用于基層實驗室的常規檢測，也可與現代儀器聯用實現高精度檢測，因此在臨床檢驗、生物醫學研究、職業病防治、食品安全檢測（動植物源性食品的生物樣品檢測）中得到長期且廣泛的應用。

隨著生物樣品微量元素檢測向痕量化、高通量、原位化發展，8-羥基喹啉的應用也朝著精細化、功能化方向升級：一方面，通過分子修飾與功能化制備高選擇性的8-羥基喹啉衍生物，適配單一痕量元素的精準檢測，降低基質干擾；另一方面，將8-羥基喹啉與納米材料（如納米二氧化硅、量子點）結合，制備新型熒光探針或固相萃取填料，提升檢測的靈敏度與富集效率，實現生物樣品中微量元素的原位、快速檢測；同時，開發8-羥基喹啉與微流控芯片的聯用技術，實現生物樣品的微體積前處理與在線檢測，大幅提升檢測的高通量與自動化水平。

六、應用中的注意事項

試劑的純度與配制：用于生物樣品檢測的8-羥基喹啉需為分析純或色譜純，避免試劑中的雜質金屬離子造成檢測污染；試劑通常配制為有機溶劑溶液（如乙醇溶液），配制后需避光保存，防止其氧化失效。

體系的空白控制：生物樣品微量元素檢測對空白值要求極高，實驗過程中需做全程空白對照（如試劑空白、萃取空白），消除實驗用水、有機溶劑、器皿中的雜質金屬離子對檢測結果的影響，實驗器皿需用稀硝酸浸泡后洗凈，避免金屬離子吸附。

螯合與萃取的條件控制：絡合反應的溫度、時間，萃取的振蕩速率、時間均會影響螯合物的形成與萃取效率，需通過預實驗確定合適的條件，保證反應充分、萃取完全，避免目標元素的損失。

生物樣品的采集與保存：生物樣品的采集與保存需遵循無金屬污染原則，如血液采集使用無金屬真空采血管，尿液、毛發樣品需避光、密封保存，防止樣品中的微量元素流失或被外界污染。

8-羥基喹啉憑借其強絡合性、pH依賴性的選擇性、顯色/熒光特性，成為生物樣品微量元素檢測中不可或缺的試劑，其核心價值在于解決了生物樣品基質復雜、微量元素含量低、易受干擾的檢測難題，在分離富集、顯色定量、前處理凈化等環節發揮關鍵作用，適配多種生物樣品與檢測技術，且隨著技術的發展，其應用形式不斷優化，檢測的靈敏度、選擇性與效率持續提升，為臨床檢驗、生物醫學研究等領域的微量元素精準檢測提供了可靠的技術支撐。

本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://www.tgios.com.cn/