《Microchemical Journal》：Chiral emerging contaminants in aquatic systems: enantiomer-resolved analysis and selective purification
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•首次利用实际水样数据对三种技术路线进行系统性定量评估。•明确了分析能力与净化准备度之间的差距，这是以往研究中被忽视的问题。•提出了强制性的报告参数（效应因子、回收率、通量、选择性、再生能力），以提高数据可比性。•重点探讨了从实验室方法到大规模水处理的转化过程，为监管监测和工程设
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首次利用实际水样数据对三种技术路线进行系统性定量评估。
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明确了分析能力与净化准备度之间的差距，这是以往研究中被忽视的问题。
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提出了强制性的报告参数（效应因子、回收率、通量、选择性、再生能力），以提高数据可比性。
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重点探讨了从实验室方法到大规模水处理的转化过程，为监管监测和工程设计提供支持。
引言
手性药物、非法药物、农药、个人护理用品以及其转化产物属于一类新兴污染物，因为对映体虽然分子式相同，但在受体结合、代谢、生物降解、吸附、毒性以及处理效果等方面可能存在差异。传统的监测方法通常只报告总浓度，虽然对于大量污染物的检测仍很有必要，但它无法呈现区分不同生物来源、处理选择性和生态危害所需的立体化学信息。关于废水和河流的研究表明，经过处理和未经处理的污水是生物活性残留物的重要来源[1]、[2]，而更广泛的研究则将这一问题扩展到不同地区、不同化合物类别以及不同的用水场景中[3]、[4]、[5]。后续关于手性污染物的研究也表明，立体化学结构会影响污染物的环境归趋以及所报告浓度的解读方式[6]、[7]。
对映体分数（EF）用于表示某一対映体的相对含量，计算公式为EF = E1/(E1 + E2)。安非他明类兴奋剂就体现了其对源头追踪的价值，因为通过废水分析可以区分出与消费相关的信号和直接排放的污染物[8]。而β阻断剂和抗抑郁药的情况则有所不同：在污水处理过程中，以及污染物在受纳水中的传输过程中，其EF值可能会发生变化[9]、[10]。非甾体抗炎药则具有酸性特征，且对吸附作用敏感，其存在形式和毒性也取决于对映体类型[6]、[11]、[12]。因此，当代谢、处置、生物降解或吸附作用改变了对映体组成时，相同的总浓度也可能对应不同的暴露程度。
特定化合物的差异进一步说明了这一区别的重要性。在长期进行的胖头鱼实验中，(S)-普萘洛尔的毒性高于(R)-普萘洛尔，尽管两者的急性反应相似；在哺乳动物体内，(S)对映体的药理活性甚至可高出100倍[13]。对于氟西汀而言，(R)-氟西汀对热四膜虫的毒性是(S)-氟西汀的30倍，而(S)-去甲氟西汀的毒性则是(S)-氟西汀的10倍[14]。在长期进行的大型水蚤实验以及受体检测中，(S)-布洛芬的效力也是(R)-布洛芬的8倍左右[11]。由此可见，相同的总浓度并不一定意味着相同的生物风险。
在本综述中，分析分离指的是对样品中的各个对映体进行分离并实现定量测定，其评价标准包括分离度、检测与定量限、回收率、精密度以及基质效应。而净化则是指在工艺规模上选择性地去除或回收某种对映体，其评价指标包括针对特定对映体的质量平衡、吸附容量或排斥能力、渗透性、选择性、污染问题、再生能力以及基质稳定性。这两种功能虽然都依赖于分子识别技术，但研究的侧重点有所不同。图1将污染物来源、立体选择性归趋与对映体分辨测量、选择性净化以及基于风险的分析工艺设计联系起来，同时明确了这两者之间的区别。
此前的研究已经证实了手性结构对药物活性和环境归趋的影响[6]、[7]，而那些关于新兴污染物的综述则主要从化合物层面分析了这类污染物的存在情况、处理方法以及生态风险[3]、[4]、[5]。但这些研究并未同时对比对映体分辨分析的验证要求与选择性净化的传质、稳定性以及规模化要求。本综述旨在填补这一空白，通过统一的量化框架对这两种功能进行评估。
目前欧洲的相关规定为化合物层面提供了监管依据。2024年欧洲药品管理局发布的指南要求，在新的药品上市申请中必须对具有生物活性的物质进行环境风险评估，但该指南并未要求对不同对映体分别进行分析[15]。欧盟2024/3019号指令要求对包括西酞普兰、美托洛尔和文拉法辛在内的某些微污染物指标进行四级处理，要求平均去除率达到80%[16]。2025年的欧盟监测清单规定了氟西汀和普萘洛尔等物质的化合物层面分析方法及定量限，但并未要求提供对映体分数数据[17]。因此，对映体分辨监测应作为法律要求的浓度和去除量测量的补充，而非替代。
本综述比较了三个相互关联的技术领域：用于对映体分辨测定的色谱法与固相萃取技术；用于选择性捕获的分子印迹吸附剂及相关识别吸附材料；以及用于选择性传输的纳米过滤或液膜技术。相关研究证据涵盖了经过验证的水分析流程、分子印迹技术、手性多孔膜、传统膜过滤技术以及载体介导的液膜技术[18]、[19]、[20]、[21]、[22]、[23]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]。第2部分阐述了环境监测目标及证据标准；第3部分探讨了对映体选择性色谱法和固相萃取技术，第4部分研究了分子印迹吸附剂及相关手性识别吸附材料，第5部分介绍了用于对映体选择性净化的纳米过滤和液膜技术；第6部分则明确了报告和验证工作的优先事项。
各部分要点
来源、归趋及生物学意义
手性新兴污染物可通过生活污水、医院废水、工业排放物、农业径流、化粪池系统、合流制污水溢流以及垃圾填埋场渗滤液进入水体。由于使用频率高、生物活性强，且已有成熟的液相色谱-质谱分析技术，药物和非法药物成为对映体分辨研究的主要对象[6]、[8]、[10]。此外，β阻断剂、抗抑郁药、兴奋剂、镇痛药以及唑类杀菌剂也常被作为研究对象。
分析目标与性能指标
用于检测水生污染物的对映体选择性色谱技术需要能够浓缩稀释后的分析物、实现对映体分离、控制基质效应，并能够重复、准确地测定每种对映体的含量。典型的分析流程包括固相萃取、液相色谱或毛细管电泳以及质谱分析；此外，还有超临界流体色谱与飞行时间质谱联用技术、二维液相色谱等专用分析平台。
识别机制与水样基质带来的挑战
分子印迹聚合物能够在模板对映体周围形成与其形状相匹配的识别位点。在聚合之前，功能性单体会先围绕模板分子排列，模板去除后会留下尺寸、形状以及相互作用特性都与模板相匹配的空腔结构。早期的研究已经发现这类材料具备类似酶或抗体的识别功能[71]、[72]，而手性固定相研究则表明，单一对映体模板也可以实现有效的对映体分辨效果[73]、[74]。这类化学原理为对映体检测提供了重要基础。
作为基准的传统纳米过滤技术
纳米过滤和反渗透技术已被广泛应用于去除微量有机污染物，但常规膜材料通常不具有手性。这些膜的过滤机制主要基于电荷作用、尺寸排阻作用以及疏水作用，这些因素共同决定了物质的去除效率[104]、[105]、[106]、[107]、[108]、[109]、[110]、[111]。对于中性分子和低分子量化合物来说，其过滤行为则更难以预测，因为其过滤效率会受到log D值、膜材料性质以及操作条件的影响[106]、[107]、[108]、[109]。此外，污染物的积累以及天然有机物的存在也会影响过滤效果。
结论与未来展望
对于手性新兴污染物，水环境监测不仅需要报告总浓度，还需要明确其立体化学组成。目前，对映体分辨色谱技术已经能够用于实际水样中的痕量检测，而大多数选择性吸附剂、多孔膜以及液膜技术目前还主要依赖在控制性基质或模型溶剂条件下的研究结果。因此，分析分离和净化技术的评估应基于不同但相互关联的证据，包括分离度、回收率、基质效应等方面的数据。
CRediT作者贡献说明
毛树端：论文撰写——初稿撰写、正式分析、概念构思。牛江波：验证工作、软件应用、实验研究。邱子轩：论文撰写——初稿撰写、验证工作、软件应用。杨佳莹：方法设计、实验研究、正式分析。刘书仁：论文撰写——审阅与编辑、项目管理、资金筹集。牛莉莉：论文撰写——审阅与编辑、研究指导、资金筹集。郭紫丽：数据可视化、验证工作、正式分析。傅立：论文撰写——审阅与编辑、项目相关工作。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：42307512）、浙江省自然科学基金（项目编号：LQ23D030001）以及浙江省重点研发计划（项目编号：2024C03232）的资助。
毛树端|牛江波|邱子轩|杨佳莹|刘书仁|牛莉莉|郭紫丽|傅立
