基于在线固相萃取-手性LC-MS/MS技术的废水中β-受体阻滞剂和抗抑郁药对映体自动化分析方法开发与环境行为研究

本研究针对废水中手性药物对映体环境行为差异的检测难题，开发了首个在线SPE-chiral-LC-MS/MS自动化分析方法，实现了β-受体阻滞剂（ATE/MET/PRO）和抗抑郁药（CIT/FLX/VLF等）共10种手性化合物在40分钟内同步检测（MQL低至0.1 ng L-1）。研究发现S-(-)-ATE、VLF-E1等对映体在污水处理中存在选择性降解，为欧盟2024/3019指令新增监测物质的环境风险评估提供了关键技术支撑。

　　

随着全球药物消费量持续增长，废水中的药物残留已成为新兴环境污染物。特别值得注意的是，超过50%的临床药物是手性化合物，其不同对映体（enantiomers）在生物活性、环境行为方面可能存在显著差异。然而，由于对映体具有相同的物理化学性质（除光学活性外），传统分析方法难以实现选择性检测，导致手性药物环境风险评估存在重大盲区。近期欧盟2024/3019指令已将美托洛尔（MET）、西酞普兰（CIT）和文拉法辛（VLF）列为废水必检物质，但现有技术普遍存在操作繁琐、通量低等问题。

针对这一挑战，来自西班牙安达卢西亚的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表创新成果，开发了首个在线固相萃取-手性液相色谱串联质谱（online SPE-chiral-LC-MS/MS）自动化分析方法。该方法通过优化PLRP-S固相萃取柱、600 μL进样体积和pH 6.5加载条件，实现了废水中3种β-受体阻滞剂（阿替洛尔ATE、美托洛尔MET、普萘洛尔PRO）、5种抗抑郁药（西酞普兰CIT、氟西汀FLX等）及其2种代谢产物的同步分析。研究采用安捷伦1290 Infinity II系统与Chirobiotic V手性柱（250 mm×2.1 mm），在10 mM乙酸铵（pH 4）/甲醇（2:98）等度洗脱条件下，40分钟内完成从样品前处理到分析的全流程，较传统离线SPE方法效率提升显著。

关键技术方法包括：1）在线SPE-LC-MS/MS系统搭建，采用双SPE柱交替工作模式；2）手性色谱分离优化，获得0.51-1.24的分离度（Rs）；3）方法验证采用安达卢西亚4个污水处理厂的实际水样，建立基质匹配标准曲线。

研究结果显示：1）方法性能方面，大多数化合物定量限（MQL）达0.1-5.0 ng L^-1，较文献报道降低2-170倍；准确度60.8-114%，RSD<12.5%。2）实际应用发现，ATE、VLF等存在显著对映体选择性降解，如S-(-)-ATE的EF值（对映体分数）从进水的0.508降至出水的0.405，表明污水处理过程存在立体选择性转化。3）代谢产物O-去甲基文拉法辛（ODV）在出水中浓度（最高301 ng L^-1）反超进水，提示次级转化产物的环境风险。

该研究的突破性在于：首次实现两类手性药物的在线SPE自动化分析，将传统3-4天的离线流程压缩至40分钟，大幅减少有机溶剂消耗（降低90%）和塑料废弃物。通过揭示对映体特异性降解规律（如VLF-E1的EF从0.633降至0.519），为精准评估手性药物环境行为提供了新范式。研究者Esteban Alonso团队指出，该方法可直接应用于欧盟指令要求的监测任务，未来可扩展至其他手性污染物的高通量筛查。论文通讯作者Julia Martín强调，该技术平台的成功开发标志着复杂基质手性分析进入自动化时代，对实施"绿色分析化学"原则具有示范意义。