μSPEed 微萃取 - UPLC 联用：高效检测环境样本中兽药抗生素的新突破

为检测环境样本中兽药抗生素，研究人员开发 μSPEed 微萃取 - UPLC 法，高效且绿色，适用多基质分析。

　　# μSPEed 微萃取 - UPLC 联用：环境样本中兽药抗生素检测的创新之光
在当今社会，人们对动物源性食品的需求日益增长，这使得畜牧业规模不断扩大。为了预防和控制动物疾病、促进动物生长并提高饲料转化效率，抗生素在畜牧业中被大量使用。像磺胺类、四环素类、青霉素类等各类抗生素，通过口服、注射等多种方式进入动物体内。然而，这种过度使用带来了一系列严重问题。

大量抗生素被使用后，其残留物会以原形、代谢物或降解产物的形式残留在食物中。这些残留抗生素可不得了，它们就像隐藏在食物中的 “小恶魔”，会导致细菌产生耐药性，使得原本容易治疗的常见感染变得棘手。而且，人们持续摄入含有这些残留的食物，肠道菌群会被破坏，引发消化问题，还可能让有害的致病菌趁机大量繁殖。更严重的是，长期接触低剂量抗生素，可能引发过敏反应，甚至对肝脏、肾脏等重要器官造成毒性损害。像己烯雌酚、硝基呋喃和氯霉素，就因为具有致癌性而被禁止使用。为了保障食品安全，保护消费者的健康，严格控制抗生素使用、采用可持续农业实践以及改进抗生素残留检测技术迫在眉睫。

在此背景下，来自葡萄牙马德拉大学（Universidade da Madeira）、波兰波兹南理工大学（Poznan University of Technology）、西班牙阿尔卡拉大学（Universidad de Alcalá）等多个机构的研究人员 Joanna Antos、Laura García-Cansino 等展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Communications Chemistry》上，为解决这一难题带来了新的希望。

研究人员开发了一种 μSPEed 微萃取与超高效液相色谱（UHPLC）联用并结合紫外检测（UV）的方法（μSPEed/UPLC-UV），用于分析环境样本中的六种兽药抗生素，分别是四环素（TC）、金霉素（CTC）、土霉素（OTC）、强力霉素（DC）、磺胺甲恶唑（SMX）和甲氧苄啶（TMP）。

在研究过程中，研究人员使用了多种关键技术方法。首先是 μSPEed 微萃取技术，利用 DigiVol? X-change? 电子自动注射器和 μSPEed? cartridges 进行萃取操作。在众多萃取柱中筛选出最适合的 PS/DVB-RP 柱，并对萃取条件进行优化，包括样本加载循环次数、样本体积和洗脱溶剂等。然后，采用超高效液相色谱技术，使用 Waters Ultra-High Pressure Liquid Chromatographic Acquity 系统，配备多种组件，通过优化色谱分离条件，实现对目标抗生素的快速分离和检测 。

研究结果

1. 萃取条件优化：研究人员对 12 种不同的萃取柱进行测试，发现 PS/DVB 系列的萃取柱（特别是 PS/DVB-RP）对目标抗生素的萃取效果最佳。进一步优化样本加载循环次数、样本体积和洗脱溶剂等条件后，确定最佳条件为：采用 3 次 250μL 样本加载循环，样本体积为 500μL，用两次 50μL 酸化甲醇（含 5% 甲酸）洗脱，整个萃取过程仅需 6 分钟，且每个萃取柱可重复使用 50 次以上 。
2. 方法学验证：对优化后的 μSPEed/UPLC-PDA 方法进行验证，结果显示该方法具有良好的线性关系（R2>0.99），精密度（RSD <20%）良好，回收率在 46 - 86% 之间。检测限（LOD）范围为0.30?1.23 μg L?1，定量限（LOQ）范围为0.92?3.73 μg L?1 。
3. 实际样本分析：运用该方法对马德拉岛当地农民用于灌溉耕地的 Levadas 水样进行分析，结果未检测到目标抗生素，且未发现基质干扰 。
4. 方法比较与绿色评估：与其他类似方法相比，μSPEed/UPLC-PDA 方法具有明显优势。它萃取时间更短（每个样本仅需 6 分钟），所需样本量更少（仅 500μL），可同时分析六种常用兽药抗生素，且分析性能相当。在绿色评估方面，通过多种评估工具分析，该方法得分较高，表明其具有出色的绿色分析特性 。

研究结论与意义

这项研究成功开发并验证了一种半自动化固相微萃取技术，用于定量分析水样中的六种抗生素。该方法具有高效、快速、环保等优点，总处理时间仅 12 分钟，样本体积只需 500μL，在速度和样本使用方面优于其他方法，同时保持了强大的分析性能和环境友好性。此外，这种半自动化方法减少了分析人员的工作量，提高了分析的重现性。该方法的适应性强，使用的设备价格实惠且易于获得，适合其他实验室用于分析包括食品和环境样本在内的多种基质中的选定抗生素，为保障食品安全和环境质量提供了有力的技术支持，在生命科学和健康医学领域具有重要的应用价值。