固相萃取-酶联免疫吸附测定法（SPE-ELISA）标准化流程的开发及其在环境抗生素高精度定量分析中的应用

针对环境痕量抗生素定量分析中质量与操作难度的矛盾问题，研究人员开发了固相萃取-酶联免疫吸附测定法（SPE-ELISA）的标准化流程。通过整体性能指数（OPI）和三维回收响应面优化，结合标准加入法消除基质效应，实现了高精度（RSD 0.3%）、高灵敏度（3.8 ng/L）、低检测限（0.3 μg/L）及>90%回收率，结果与质谱（MS）方法可比（P>0.05），为环境抗生素监测提供了高通量、低成本解决方案。

　　

抗生素在水环境中的广泛存在引发了抗生素耐药菌和基因扩散的全球性担忧，但其痕量浓度（通常为ng/L级）对分析技术提出了极高要求。目前，液相色谱-质谱联用技术（LC-MS/MS）虽精度高，但操作复杂、设备昂贵且通量低，限制了其普及。酶联免疫吸附测定（ELISA）凭借操作简单、成本低廉的优势成为潜在替代方案，但环境样本的复杂基质和抗体性能的不稳定性导致其定量可靠性存疑。

为解决这一难题，北京师范大学的研究团队以高频检出的磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole, SMX）为模型抗生素，开发了一套标准化固相萃取-酶联免疫吸附测定（SPE-ELISA）流程。研究通过整体性能指数（Overall Performance Index, OPI）整合灵敏度、检测限（LOD）、精密度等多项指标，结合三维回收响应面优化SPE操作条件，显著提升了方法稳定性。针对基质效应，创新性采用标准加入法替代同位素内标，并线性化ELISA的非线性校准曲线，最终在模拟地表水和废水中实现了误差<9%、标准偏差<0.61的高精度定量，与LC-MS/MS结果无统计学差异（P>0.05）。该成果发表于《Journal of Environmental Sciences》，为环境抗生素监测提供了兼具经济性与可靠性的技术路径。

关键技术方法

1. SPE-ELISA联用技术：通过固相萃取富集目标物并消除基质干扰；
2. 整体性能指数（OPI）：多指标综合评价体系优化实验条件；
3. 标准加入法：消除复杂水体基质效应；
4. 非线性校准线性化：降低ELISA定量不确定性。

研究结果
1. 甲醇存在下ELISA的定量性能评估
在0%–50%甲醇范围内，ELISA校准曲线R²>0.99，证实抗体在有机溶剂中的稳定性。优化后灵敏度达3.8 ng/L，LOD为0.3 μg/L（无需预处理），精密度RSD仅0.3%。

2. SPE条件优化与回收率响应面分析
通过三维响应面确定最佳SPE条件：甲醇-水（30:70）为洗脱溶剂，回收率>90%，显著降低环境样本背景干扰。

3. 基质效应消除与标准加入法验证
在加标5 ng/L（地表水）和10 ng/L（废水）SMX样本中，标准加入法使定量误差降至5.2%–9%，标准偏差<0.61，与LC-MS/MS结果高度一致（P>0.05）。

结论与意义
该研究通过OPI框架和响应面分析实现了SPE-ELISA的标准化，突破了传统ELISA在环境痕量分析中的局限性。相较于LC-MS/MS，SPE-ELISA设备成本降低80%，单样本处理时间缩短至2小时，且通量提升5倍，特别适合大规模环境筛查。未来可扩展至其他抗生素（如四环素类、氟喹诺酮类）的检测体系，为发展中国家水质监测提供技术支撑。研究同时呼吁建立跨学科协作网络，推动免疫分析法在环境领域的标准化应用。