首尔，韩国，2024年12月20日 —— 抗微生物耐药性（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耐药性。导致这一趋势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通常含有各种抗生素，包括三甲氧苄氨嘧啶（TMP），这些抗生素会破坏生态系统中重要的微生物群落，从而影响营养循环。除了促进AMR外，TMP还通过间接暴露对人体健康构成多种风险。
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）方法可以通过提供卓越的灵敏度、实时分析能力和小型化的潜力来解决这些问题。
韩国忠南国立大学的李泰允教授和卡里卡兰·纳塔拉詹博士在EC检测方法方面取得了开创性的进展，有望彻底改变受污染废水中TMP的现场测试。他们开发了一种一次性微流控实验室芯片（LOC）EC传感器，称为μTMP-chip，设计用于实时检测TMP。“有效的TMP监测对于制定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聚酰亚胺（PI）过滤器结合在一个微流控通道中，设计了这种一次性芯片。分析表明，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过滤器提高了μTMP-chip的实时性能，当过滤器被移除时，效率下降了15%到45%。此外，过滤器有助于捕获和隔离不希望的物质，防止微生物生长，这可能会干扰传感器的功能。
在实际测试中，μTMP-chip传感器展示了令人印象深刻的结果，土壤和水样中的回收率分别为94.3%至97.6%。这些通过无线测试获得的结果突显了该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的环境中面临显著基质干扰的挑战。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，他们创新的实验室芯片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现场过滤的微流控传感器，用于环境样品中抗生素三甲氧苄氨嘧啶的现场检测
期刊：《化学工程杂志》
**DOI：**10.1016/j.cej.2024.155982
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