综述：环境水体中抗生素检测技术的进展：固相萃取程序的标准化与有证标准物质的开发

这篇综述系统评述了环境水体中痕量抗生素检测的关键技术挑战，重点探讨了固相萃取（SPE）方法的标准化流程（包括柱式、在线和盘式SPE）及pH调节对回收率的影响，并全面梳理了现有抗生素有证标准物质（CRMs）的缺口，为建立全球统一的水质监测体系提供了方法论基础。

　　

环境水体中抗生素检测技术的突破与挑战

引言

自1940年抗生素临床应用以来，其在医疗、农业和畜牧业的广泛使用导致环境水体中普遍检出ng/L级残留。全球河流监测显示，66%的采样点存在抗生素污染，部分浓度超安全限值300倍。发展中国家河流污染尤为严重，而准确检测这些痕量污染物面临基质干扰和标准缺失的双重挑战。

SPE方法学的比较分析

预处理关键步骤

水样需经0.45 μm滤膜过滤去除颗粒物，添加EDTA螯合金属离子。pH调节尤为关键——多数抗生素在非离子化状态下更易被HLB柱（亲水亲脂平衡吸附剂）保留。实验表明，pH=3时，90种抗生素在表层水、地下水和废水中的平均回收率最优（49-155%），仅红霉素因酸性降解而例外。

三种SPE技术对比

• 柱式SPE：主流选择（占文献92%），采用"500 mg/6 mL"规格HLB柱，甲醇活化后以5 mL/min上样，10 mL甲醇洗脱。

• 在线SPE：自动化程度高，通过背冲洗模式将分析物从SPE柱转移至LC柱，但仅占方法总数的2.5%。

• 盘式SPE：处理大体积水样效率最高（流速达200 mL/min），但应用案例不足1%。

pH调节的机制解析

HLB柱中二乙烯苯和N-乙烯吡咯烷酮的协同作用，在pH=3时能最大化抗生素保留：磺胺类（pKa₁<2.0）、四环素类（pKa₁=3.0-3.3）形成两性离子，而大环内酯类（pKa=7.5-9.0）的氨基质子化增强氢键作用。酸性条件还可促使溶解性有机物（DOM）聚集，减少色谱峰展宽。

标准物质的发展现状

现有1291种抗生素纯品CRMs中，仅177种为稳定同位素标记（SIL-CRMs）。溶液型CRMs以甲醇/乙腈为溶剂，但缺乏环境浓度（ng/L级）的多组分混合标样。基质CRMs主要针对食品（如GBW10151鸡蛋标准品），环境水体基质CRMs仍属空白。

未来发展方向

建议优先开发：

1. 覆盖新兴抗生素的SIL-CRMs

2. 模拟地表水/废水基质的参考物质

3. 降解产物（如4-差向脱水金霉素）标准品

4. 商业化的多组分环境级校准曲线

通过SPE程序标准化和CRMs体系的完善，将推动抗生素环境行为的全球可比性研究，为耐药基因传播的风险评估提供数据支撑。