韩国大田——2024年12月20日——抗菌素耐药性（AMR）正成为一个日益严重的全球健康危机，因为细菌等微生物对抗生素产生了抗性。导致这一问题的一个主要因素是环境中抗生素的不当使用和处置。污水处理厂的排放物中通常含有各种抗生素，包括磺胺甲恶唑（TMP），这些抗生素会通过破坏对营养循环至关重要的微生物群落而损害生态系统。除了促进AMR外，TMP还通过间接暴露对人类健康构成多种风险。
传统的TMP检测方法，如毛细管电泳和液相色谱-质谱联用技术，往往费力且耗时。电化学（EC）方法可以解决这些问题，提供卓越的灵敏度、实时分析能力和小型化的潜力。
韩国忠南国立大学的李泰允教授和Natarajan Karikalan博士在EC检测方法上取得了开创性的进展，有望彻底改变现场检测受污染废水中TMP的方法。他们开发了一种一次性微流控芯片实验室（LOC）EC传感器，称为“TMP-chip”，专为实时TMP检测设计。“高效的TMP监测对于有效的控制协议至关重要。因此，我们旨在实现水样的现场测试，”李教授解释道。他们的论文于2024年9月21日在线发布，并于2024年11月1日发表在第499卷的《化学工程杂志》上。
研究人员通过将镧氢氧化物和硒酸盐制成的特殊电极与微流控通道中的聚酰亚胺（PI）滤膜结合，设计了这种一次性芯片。分析结果显示，添加硒酸盐改善了电极检测化学物质的能力，允许更好的电荷流动。此外，PI滤膜提高了“TMP-chip”的实时性能，当去除滤膜时，效率下降了15%到45%。此外，滤膜有助于捕获和隔离不需要的物质，防止微生物生长，从而避免干扰传感器的功能。
“TMP-chip”传感器在实际测试中表现出令人印象深刻的结果，在土壤和水样中的回收率达到了94.3%至97.6%。这些通过无线测试获得的结果突显了芯片在环境样本监测中的实际应用潜力。
“我们的当前设计可能在高度污染环境中面临挑战，因为存在显著的基质干扰。然而，我们希望我们的研究能激发进一步探索开发经济高效且高效的TMP检测芯片，”李教授说。
研究人员相信，他们创新的芯片实验室设计有潜力提高现场实时追踪环境污染物的可行性，从而改善生态系统的保护和人类健康。
参考文献
原始论文标题： 集成硒酸盐富集镧氢氧化物和原位过滤的微流控传感器，用于环境样品中抗生素磺胺甲恶唑的现场检测
期刊：《化学工程杂志》
**DOI：**10.1016/j.cej.2024.155982
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