虾壳源磁性生物炭耦合UHPLC-MS/MS技术用于水产品中12种四环素类抗生素的高灵敏检测

针对水产品中四环素类抗生素(TCs)残留检测面临的基质复杂、前处理效率低等问题，研究人员创新性地利用虾壳废弃物制备磁性生物炭(MBC-600)，开发了基于磁性固相萃取(MSPE)与超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)联用的检测方法。该方法吸附容量达92.08-141.44 mg/g，检测限低至0.15-0.49 μg/kg，回收率86.6%-98.9%，为水产食品安全监测提供了绿色高效的解决方案。

　　

随着水产养殖业快速发展，四环素类抗生素(TCs)的滥用问题日益严峻。这类抗生素不仅会在水产品中残留，还可能通过食物链危害人类健康，引发肠道紊乱、肝肾毒性等问题，更会导致耐药菌的产生。然而，现有检测技术面临三大挑战：复杂的水产品基质干扰严重，传统固相萃取(SPE)步骤繁琐耗时，且多数研究仅关注少数几种TCs母体化合物。如何实现多种TCs及其代谢产物的高效检测，成为食品安全领域亟待解决的难题。

针对这些问题，浙江省科研院所（根据基金编号LTGC24C200005推断）的Peipei Li团队创新性地将海鲜加工废弃物——虾壳转化为高性能磁性生物炭(MBC-600)，结合超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)，建立了一套绿色高效的检测方案。这项发表于《Journal of Chromatography A》的研究，为水产品安全监测提供了新思路。

研究人员主要采用三大关键技术：首先通过高温热解法制备虾壳源磁性生物炭，并系统表征其理化性质；其次优化磁性固相萃取(MSPE)条件，包括吸附剂用量、萃取时间等参数；最后建立UHPLC-MS/MS多反应监测(MRM)方法，对12种TCs进行定量分析。

材料表征与吸附性能
MBC-600展现出71.30 m²/g的高比表面积和丰富的表面官能团。吸附实验表明其对12种TCs的吸附容量达92.08-141.44 mg/g，主要机制包括π-π相互作用、表面络合、氢键和静电作用等多重效应。

方法学验证
建立的MSPE-UHPLC-MS/MS方法在0.5-200 ng/mL范围内线性良好(R²≥0.995)，检测限(LOD)和定量限(LOQ)分别低至0.15-0.49 μg/kg和0.50-1.63 μg/kg。日内和日间相对标准偏差分别为1.62%-3.80%和2.41%-11.6%，回收率稳定在86.6%-98.9%之间。

实际应用价值
相比传统方法，该技术具有三大突破：一是将虾壳废弃物转化为高附加值材料，符合绿色化学原则；二是解决了SPE柱堵塞、流速慢等痛点，前处理时间缩短50%以上；三是首次实现12种TCs及其代谢产物的同步检测，覆盖度提升3倍。

这项研究不仅为水产品安全监管提供了可靠工具，更开创了"废弃物资源化-材料开发-检测应用"的全链条创新模式。通过将海鲜加工副产物转化为高性能吸附材料，既实现了废物增值利用，又拓展了生物炭在痕量分析领域的应用边界，对推动食品安全检测技术向绿色化、高效化方向发展具有重要意义。