基于绿色分析化学指标，对近期用于检测环境和食品基质中大环内酯类及氟喹诺酮类药物的方法进行环境指纹分析

《Green Analytical Chemistry》：Environmental fingerprinting of recent strategies for detection of macrolides and fluoroquinolones in environmental and food matrices based on green analytical chemistry indexes

本文评估了检测大环内酯类和氟喹诺酮类药物的环境影响，采用NEMI、Analytical Eco-Scale等绿色化学指标，发现传感器和微萃取技术环境负担较轻，而色谱法因试剂消耗和能源消耗较高评分较低，提出需结合更多综合指标优化分析方法。

　　
该研究聚焦于抗生素检测方法的环境友好性评估，以大环内酯类和氟喹诺酮类为目标分析物，结合多维度绿色化学评价工具，系统分析了当前主流检测技术的生态影响。研究显示，传统色谱联用质谱技术（如SPE-LC-MS/MS）因溶剂消耗大、设备能耗高、废弃物产生量多等问题，在各项评估指标中均表现不佳。相比之下，基于生物传感器和微萃取技术的检测方法（如便携式DNA aptasensor、电化学传感器及薄层微萃取技术）展现出显著的环境优势。

在评估工具应用方面，研究团队采用五项绿色化学指标体系（NEMI、Analytical Eco-Scale、MoGAPI、AGREE及AGREEprep）进行综合评价。其中，NEMI通过四象限图式评估发现，电化学传感器和免疫分析法在试剂毒性、pH适用性及废弃物控制方面表现最佳。Analytical Eco-Scale的量化评分显示，免疫检测法（Immunobeads-UV）得分高达92分，而传统SPE-LC-MS/MS方法仅获得65分。MoGAPI的图形分析进一步揭示，微萃取技术（TFME）在样本处理阶段仅产生5.25mL溶剂 waste，较常规固相萃取法减少62%的废弃物排放。

AGREE评估体系突出了传感器技术的双重优势：不仅单次检测能耗低至0.03kWh，更通过现场即时分析（on-site analysis）将试剂用量压缩至毫克级。例如，电化学传感器采用便携式电位计，无需实验室复杂设备，且仅消耗2mL支持电解质，较传统方法减少溶剂消耗达90%。AGREEprep专项评估显示，磁搅拌固相萃取（MSPE）技术因可重复使用磁性吸附剂，在材料可持续性方面得分高于常规SPE方法28%。

研究特别强调检测场景的适配性差异：在饮用水监测中，薄层微萃取（TFME）结合UHPLC-MS/MS技术，单位样本能耗仅1.54kWh，废弃物体积控制在12mL以内；而针对动物源性食品（如鸡肉、蜂蜜）的检测，发现分散式液液微萃取（DLLME）在样本预处理阶段通过溶剂梯度分配，将有毒试剂（如甲苯）使用量减少至0.5mL/样本，较传统液液萃取法降低82%的化学 waste。

值得注意的是，研究创新性地将分析效率（BAGI指数）与环境影响（AGREE指数）进行关联分析。数据显示，虽然电化学传感器在BAGI实用性评分中仅达77.5分（满分100），但其AGREE综合评分（0.76）已超过90%的实验室常规检测方法。这种技术特性与性能的平衡，为绿色分析技术提供了新范式。

研究还揭示了当前评估体系的局限性：现有工具对碳足迹核算覆盖率不足40%，且未充分考虑检测结果的临床等效性。针对此，团队提出整合碳排放指数（CFRI）和诊断效能指数（DPERI）的复合评估模型，已在Web of Science数据库验证其有效性。

结论部分指出，未来发展方向应聚焦于三个技术突破点：开发基于纳米自组装的通用萃取平台（可降低80%有机溶剂用量）、建立便携式多通道传感阵列（目标检测限≤0.1μg/L）、以及构建分析-处置一体化系统（减少60%样本运输环节）。这些创新有望使抗生素检测的环境成本降低至现行水平的1/10，同时保持检测精度在99.5%以上。

研究最后强调，建立动态评估体系的重要性。建议每季度更新绿色技术数据库，将新兴技术（如等离子体发射光谱联用生物传感器）纳入评估框架，并开发跨平台的数字化管理工具，实现从试剂采购到废弃物处理的全生命周期追踪。这种持续改进机制已在欧盟多国试点，使实验室整体碳强度降低34%。

该成果为环境监测机构提供了可操作的指导方案：优先采用微流控芯片技术（处理量提升5倍，能耗降低70%）、推广生物基溶剂（如蓖麻油替代乙腈）和开发模块化检测设备（可升级至同时分析20种抗生素）。这些实践已使葡萄牙某流域的抗生素检测成本下降45%，同时减少76%的化学废弃物排放。研究数据表明，在现有技术路径下，若全面实施绿色检测方案，全球抗生素监测网络的碳足迹可在2030年前减少52%。