由于塑料渔具和抗生素在海水养殖中的广泛使用，海水养殖区可能成为微塑料和抗生素污染的高发地。微塑料作为水中有机污染物（如抗生素）和微生物（如细菌）的载体，会形成协同污染效应，同时富集在微塑料上的抗生素还会促进抗性基因的增殖。准确分析环境中微塑料表面抗生素的种类和浓度，是深入研究微塑料-抗生素复合污染和迁移转化的关键。然而，受传统方法检测灵敏度的限制，现阶段尚缺乏直接测定实际环境中小粒径微塑料所负载抗生素的分析方法和相关数据。近日，我所张元标研究团队开发了一种微塑料表面四环素类抗生素的超灵敏度分析方法，并将其应用于海水养殖区中实际微塑料样品检测中。相关研究论文已在线发表在《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区top期刊，IF=13.6）上。

图1 养殖水体中微塑料和抗生素污染

本研究以养殖海水中微塑料上吸附的四环素类抗生素（TCs）为研究对象，研究制备了三维共价有机骨架的无定形前体聚合物/整体基质复合材料，并以其作为高性能吸附剂，开发了一种集管内固相微萃取前处理（IT-SPME）与液相色谱-质谱检测（HPLC-MS/MS）于一体的高灵敏在线分析方法，用于高效捕获、富集和分析TCs。在最佳的分析参数下，该方法可检测到低至0.48-1.76 pg的TCs。应用该方法首次对养殖海水中不同粒径微塑料上所吸附的TCs进行了分析，最低仅需1 mg微塑料即可满足分析要求。此外，研究还发现微塑料上负载的TCs与藻类生物膜之间可能存在拮抗关系（图2）。本研究所建立的方法为微塑料上污染物的分析开辟了一条新道路，可为深入研究微塑料对抗生素的吸附、降解提供强有力的技术支持。

图2 不同粒径微塑料上TCs的含量及其与叶绿素-a之间的关系

（左图，强力霉素（DC）、土霉素（OTC）和金霉素（CTC）；右图，四环素（TC））

本研究团队长期致力于海洋环境污染物及海洋化学要素分析方法的研究。论文题为“High-sensitive determination of tetracycline antibiotics adsorbed on microplastics in mariculture water using pre-COF/monolith composite-based in-tube solid phase microextraction on-line coupled to HPLC-MS/MS”，第一作者为在站博士后庞金玲，通讯作者为张元标正高级工程师。该研究得到了国家自然科学基金青年基金（No. 42306051）和中国博士后基金（No. 2022M713676）的经费支持。论文链接：10.1016/j.jhazmat.2024.133768。