【摘要】 为了满足这一需求，在过去的几十年里开发了各种抗生素检测策略。

抗生素在环境中的排放和迁移对人类健康构成威胁，对生态安全造成长期影响，迫切需要高效的抗生素监测分析方法。为了满足这一需求，在过去的几十年里开发了各种抗生素检测策略。Liu[1]等人综述了抗生素监测的最新进展，重点介绍了环境样品中的抗生素分析，包括食品、生物样品、水和废水、土壤、粪便和固体废物。介绍了这些方法的工作原理和检测性能。讨论了抗生素监测存在的挑战和未来的发展方向，对发展先进的抗生素分析技术，实现对环境中抗生素污染的有效监测和控制具有指导意义。

 

抗生素是一类能抑制细菌、原生动物、病毒、古生菌、真菌、微藻等多种有害微生物生长或致死的有机化合物。1929年，世界上第一种抗生素——盘尼西林诞生了。从那时起，许多种类的抗生素被生产出来并用于保护人类和动物的健康。根据抗生素的化学结构或反应机制的不同，现有的抗生素可分为氨基糖苷类、β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、硝基咪唑类、链球菌togramins类、喹诺酮类、lincosamides类等。抗生素可通过天然、半合成和合成途径产生，因此广泛分布于环境中。

 

虽然大多数抗生素的半衰期相对较短，但由于其长期使用和积累，已被公认为慢性环境污染物。抗生素排放到环境中后，一方面通过干扰人体正常代谢，改变人体内微生物群落，直接威胁人体安全。另一方面，抗生素耐药基因可引起耐药菌，对生态健康造成长期危害。准确、快速、现场检测是有效监测和控制抗生素污染的前提。因此，开发快速高效的环境中抗生素的分析方法是十分必要的。

 

图1. 抗生素分析的代表性光学和电化学检测方法。[1]

 

常用的抗生素检测方法可分为微生物/免疫分析法、色谱/质谱法和光学/电化学传感法。在实际环境中，抗生素污染可能发生在各种环境基质中。因此，首先简要介绍抗生素检测方法的最新进展。然后，重点研究了环境样品中抗生素的检测策略/方法，包括食品(如牛奶、鸡蛋和蜂蜜)、生物样品(如尿液、血清和组织)、水和废水、土壤、粪便、固体废物等。

 

图2. 食品样品中抗生素检测的代表性分析方法。[1]

 

综上所述，随着环境中抗生素检测需求的不断增加，相当数量的抗生素分析方法在过去的十年中已经被报道。然而，这些策略在抗生素检测中的广泛应用仍然存在局限性或障碍。首先，与传统的分析方法相比，光学策略(如试纸条)和电化学策略(如场效应晶体管传感平台)在抗生素的快速定性和定量检测方面具有优势，特别是在现场和在线监测方面。因此，需要探索新的分析策略，特别是以缩短检测时间和提高检测精度为目标。

 

其次，这些传感平台的检测特异性和识别组有待进一步提高。近年来，功能性核酸作为传感探针，因其特异性结合能力强，在抗生素的特异性高效检测中备受关注。将功能性核酸探针与光学、电化学或场效应晶体管传感平台相结合，可以成为快速高效检测抗生素的一种有前景的解决方案。第三，固体废物特别是危险废物由于其高危险性和可回用性引起了人们的广泛关注。

 

此外，菌丝液/渣等抗生素生产行业的废物和医疗废物被列为危险废物。这些废物的无害化处理和资源化利用需要便携式和高效的抗生素分析方法。到目前为止，危险废物中的抗生素检测尝试非常有限，因此仍然非常需要制定适合危险废物的抗生素检测策略。最后，包括可穿戴传感器在内的便携式设备在抗生素快速检测领域具有广阔的应用前景。对于光/电化学传感策略，利用基于智能手机的信号采集与处理系统进行信号的产生、采集和处理，是实现便携式、原位抗生素检测的一个有吸引力的研究方向。

 

[1] C. Liu, B. Li, M. Liu, S. Mao, Demand, status, and prospect of antibiotics detection in the environment, Sens. Actuators, B 369 (2022) 132383.

 

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