金属有机框架衍生碳选择性被动采样技术（qt-DGT）用于水体中喹诺酮类和四环素类抗生素的精准监测与环境风险预警

　　本文开发了一种基于金属有机框架衍生碳的新型选择性被动采样装置（qt-DGT），可特异性吸附水体中的喹诺酮类（QNs）和四环素类（TCs）抗生素。该装置在pH 4-9和离子强度0.001-0.05 M条件下表现稳定，对QNs和TCs的吸附容量达79.19~112.59 μg/凝胶片，成功应用于污水处理厂（WWTP）进出口水体的现场监测，为抗生素污染精准评估提供新技术支撑。

　　

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Reagents and materials

扩散梯度薄膜技术（DGT）模具（暴露窗口面积3.14 cm2）购自DGT Research公司。除特殊说明外，所有化学品均为分析纯。本研究使用的四种典型喹诺酮类抗生素（QNs）：氧氟沙星（OFL）、环丙沙星（CIP）、恩诺沙星（EFX）、诺氟沙星（NOR），以及两种四环素类抗生素（TCs）：土霉素（OTC）和四环素（TC）均购自阿拉丁生化科技公司。

Selective adsorption

DGT对QNs和TCs的选择性吸附是其技术应用的核心。通过将qt凝胶暴露于含OFL、TC及5种其他有机物的混合溶液中进行验证，结果显示qt凝胶对OFL和TC的吸附效率分别达~81%和~97%（图1a），显著高于磺胺甲噁唑（SMX，13%）、红霉素（ETM，7%）、布洛芬（IBU，11%）、阿特拉津（ATZ，20%）和苯甲酸（PA，57%）。我们前期研究表明，羧基是QNs和TCs的关键活性结合位点，其与Co修饰碳材料之间的静电作用和π-π电子供体-受体（EDA）相互作用共同驱动了特异性吸附。

Conclusion

QNs和TCs的过量排放引发广泛关注，尤其在污水处理厂（WWTP）中富集与释放环节缺乏有效监测手段。本研究首次采用金属有机框架（MOF）衍生碳作为结合剂，开发了新型选择性qt-DGT采样器，用于特异性监测废水中的QNs和TCs。该装置具有高吸附容量（79.19~112.59 μg/凝胶片），在pH 4~9和离子强度0.001-0.05 M NaCl条件下性能稳定，为复杂水体中抗生素的精准监测提供了可靠工具。

Environmental Implications

喹诺酮类（QNs）和四环素类（TCs）在水体中持久存在，加剧抗菌耐药性及生物累积风险。传统主动采样或非选择性被动采样器存在明显局限性。本研究利用MOF衍生碳开发qt-DGT，特异性捕获QNs和TCs，并成功应用于北京某污水处理厂进出水监测。与抓取/自动采样（Grab-/Auto-sampling）和HLB-DGT相比，qt-DGT检测到进出水中高达1202.3 ng/L和830.1~966.3 ng/L的抗生素浓度，揭示污水处理厂对抗生素去除效率不足的潜在风险。