《Journal of Chromatography A》：Optimization and application of a sensitive UPLC-MS/MS method for the quantitative determination of antibiotics in PM
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编辑推荐：
•一种新颖的超高效液相色谱–串联质谱（UPLC–MS/MS）方法用于靶向分析PM2.5中的74种抗生素。•优化的超声提取、固相萃取净化及同位素校正可实现pg/m3级别的定量分析。•该方法在环境PM2.5样品中检出22种抗生素。引言空气中的细颗粒物（PM2.5）传统上被视为一种
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一种新颖的超高效液相色谱–串联质谱（UPLC–MS/MS）方法用于靶向分析PM2.5中的74种抗生素。
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优化的超声提取、固相萃取净化及同位素校正可实现pg/m3级别的定量分析。
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该方法在环境PM2.5样品中检出22种抗生素。
引言
空气中的细颗粒物（PM2.5）传统上被视为一种威胁公众健康的主要空气污染物，尤其是在快速城市化的地区，如中国[1]。PM2.5越来越被认可为一种化学和生物复杂的大气载体，可携带多种有害物。由于其气溶胶动力学直径小、比表面积大且表面具有反应活性，PM2.5不仅可以吸附和传输常规化学污染物，包括重金属、多环芳烃（PAHs）和持久性有机污染物（POPs），还可作为生物污染物的载体，如病原微生物和抗生素抗性基因，以及以抗生素为代表的新兴污染物[[2], [3], [4]]。这些污染物与PM2.5的关联可能延长其大气存留时间，促进远距离传输，并增加通过吸入途径的直接人体暴露风险，从而使PM2.5的公共卫生影响超越单一的质量浓度范畴[5,6]。
抗生素现已被视为一类重要的新兴环境污染物，这主要归因于其在人类医疗、畜牧养殖和农业生产中的广泛应用[7]。相当一部分施用的抗生素可以未变形式或活性代谢产物的形式排出体外，导致其持续释放到水体、土壤、沉积物及食品基质等环境介质中，在这些环境中常被检出痕量残留，在水环境中的浓度通常介于ng/L至μg/L之间[[8], [9], [10], [11]]。这些残留物可能通过多种途径贡献人体暴露，包括饮用水、膳食摄入、皮肤接触以及吸入受污染的颗粒或生物气溶胶。尽管关于低水平环境抗生素暴露的健康效应直接证据仍然有限，但长期暴露可能对环境微生物施加选择压力并促进抗生素抗性的传播，这已成为一项重要的公共卫生关切。与水体、土壤和沉积物相比，大气环境特别关联于直接吸入暴露，因为颗粒结合的抗生素可沉积于呼吸道并可能促呼吸道暴露及抗生素抗性的传播[12]。然而，PM2.5中抗生素的发生特征仍缺乏充分表征，限制了我们对其大气行为、暴露影响和潜在健康风险的理解[13]。
PM2.5中抗生素的测定在分析上具有挑战性。既往研究表明，抗生素通常以痕量至超痕量水平（pg/m3）出现，其来源可能包括制药排放、污水处理和农业活动等多个途径[14]。同时，PM2.5是一种高度复杂的基质，含有无机离子、含碳组分、痕量金属、微生物及各类有机污染物，这些组分可能干扰提取效率、色谱分离以及LC–MS/MS的电离过程[15,16]。此外，抗生素涵盖多个类别，具有不同的理化性质，包括极性、酸碱行为、金属螯合能力及电离效率的差异，这使得它们的同步提取与检测尤为困难。当前方法仍主要局限于少量有限的抗生素组合或常规环境基质，从而限制了 airborne 抗生素的分析范围[8,10,17]。因此，亟需开发一种高灵敏且广泛适用的方法，用于同时测定PM2.5中多种痕量级抗生素[18]。
本研究建立了一套结合超声辅助提取、固相萃取净化和超高效液相色谱–串联质谱（UPLC-MS/MS）分析的分析流程，用于同时测定环境PM2.5中属于多个类别的74种抗生素。目标化合物包括13种四环素类（TCs）、21种喹诺酮类（QNs）、26种磺胺类（SAs）、10种大环内酯类（MLs）、2种林可酰胺类（LCMs），以及氯霉素和甲氧苄啶。优化后的方法被应用于北京采集的环境PM2.5，以调查 airborne 抗生素的发生概况。该方法为大气颗粒物中抗生素的大规模监测、吸入暴露评估及环境风险评价提供了灵敏可靠的分析基础。
章节摘要
化学品与试剂
本研究所使用的仪器、化学品和试剂详情见补充信息（表S1）。
抗生素与内标
基于全面的文献综述及标准品可获得性，共选定并采购了74种目标抗生素和39种同位素标记内标（ISs）。这些分析物涵盖多个类别，包括13种四环素类（TCs）、21种喹诺酮类（QNs）、26种磺胺类（SAs）、10种大环内酯类（MLs）、2种林可酰胺类（LCMs），以及氯霉素和
方法优化
方法优化包括评价色谱条件和样品前处理参数，包括SPE洗脱溶剂（图1B）和提取缓冲液条件（图1C）。
结论
本研究开发了一种UPLC–MS/MS方法，用于同时测定环境PM2.5中的74种目标分析物。通过结合超声辅助提取、Oasis HLB固相萃取、优化的色谱和质谱条件以及同位素标记内标校正，该方法在报告的方法验证范围内实现了广泛的目标分析物覆盖、较低的定量限、可接受的准确度和令人满意的精密度。将该方法应用于29个环境PM
作者贡献声明
北鑫月：撰写——初稿、概念构思、形式化分析、撰写——审阅与编辑、可视化、数据整理。刘娟：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、软件、形式化分析、数据整理、概念构思。姚乔：软件、数据整理。马晓：撰写——审阅与编辑、方法学、数据整理。张舒怡：方法学、数据整理。陈逸达：方法学、数据整理。王超：方法学、数据整理、软件。顾文：
作者贡献声明
北鑫月：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、形式化分析、数据整理、概念构思。刘娟：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、软件、形式化分析、数据整理、概念构思。姚乔：软件、数据整理。马晓：撰写——审阅与编辑、方法学、数据整理。张舒怡：方法学、数据整理。陈逸达：方法学、数据整理。王超：软件、方法学、数据整理。顾文：
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的财务利益关系或个人关系，这些关系可能会对本研究的工作产生影响。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金委员会（编号82273677，资助给唐松博士）、国家自然科学基金委员会（编号42177418，资助给王琼博士）和国家自然科学基金委员会（编号82504356，资助给朱木博士）的经费支持。
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