固相萃取-超高效液相色譜-串聯質譜法測定污水中83 種藥物和生物標志物

摘要 污水流行病學（WBE）可用于快速評估人群健康狀況， 但目前鮮有能同時檢測污水中多種藥物及生物標志物的分析方法。本研究建立了一種固相萃取-超高效液相色譜-串聯質譜（SPE-UPLC-MS/MS）方法用于分析污水處理廠進水中83 種藥物和生物標志物。將含目標物的200 mL 水樣等分為兩份，分別在pH 6.7和pH 2.0 的條件下采用HLB 柱富集和凈化，再分別采用6 mL 甲醇和6 mL 含2%甲酸的甲醇洗脫，氮吹、濃縮后復溶至0.5 mL， 經0.22 μm 尼龍過濾器過濾，采用UPLC-MS/MS 法在電噴霧離子源多反應監測模式下測定，內標法定量分析。83 種目標物在0.1～500 ng/mL 濃度范圍內線性關系良好（rgt;0.996），日內和日間精密度為1.2%～16.5%；純凈水和污水處理廠進水中目標物的回收率分別為51.6%～166.6%和56.4%～150.1%，相對標準偏差（RSD）分別為0.2%～31.9%和0.3%～20.9%， 方法檢出限為0.02～7.72 ng/L。應用本方法測定廣州市某污水處理廠實際進水樣品中的典型藥物和生物標志物，共檢出50 種藥物和4 種生物標志物，藥物中對乙酰氨基酚和紅霉素濃度最高，分別為1.6～3.4 μg/L 和0.6～1.1 μg/L；生物標志物中咖啡因濃度最高，為33.3～43.9 μg/L。本方法靈敏度高、穩定性好，適用于污水處理廠進水中藥物和生物標志物的準確定量分析， 可為開展污水流行病學研究提供分析方法支撐。

關鍵詞 藥物；生物標志物；污水；超高效液相色譜-串聯質譜法；固相萃取

快節奏的城市生活疊加超強的工作負荷，使城市人群的身體和心理健康狀況不斷下降，對藥物的使用量及依賴度不斷增加。人服用藥物后的殘留及其代謝物，以及服藥、抽煙和飲酒狀態人體應激產生的指示人體健康狀態的生物標志物，經人體排出后通過城市管網最終會被市政污水處理廠（WWTPs）受納[1-3]。污水流行病學（WBE）是近年來發展起來的用于評估區域相關疾病流行率和人群健康的新型技術手段[4-8]，具有客觀性強、成本低、耗時短和人口覆蓋率高的優點。WWTPs 進水中的抗生素、激素、抗抑郁藥、抗精神病藥、解熱鎮痛藥、抗組胺藥、精神活性物質和相關生物標志物的調查分析是目前WBE 研究的關鍵環節[8-9]。Daughton 等[10]提出利用異前列素（壓力生物標志物）作為評估某特定區域人群健康狀況的有效指標；Choi 等[11]通過分析WWTPs 進水中藥物和生物標志物，構建了藥物消費與人群生活習慣及社會經濟活動之間的關系，證實了WBE 在研究人群健康方面的潛在價值。

水環境中的藥物和生物標志物的檢測通常采用固相萃取（SPE）結合超高效液相色譜-質譜聯用方法（UPLC-MS/MS）[12-14]。然而，目前關于SPE-UPLC-MS/MS 方法測定水環境中藥物的研究大多針對WWTPs出水、地表水和地下水等環境介質，涉及藥物種類較少[2，15-16]，且對于基質更復雜、更能反映WBE 的WWTPs 進水中這些目標物的研究較少，尚缺乏能準確測定多種藥物及其代謝產物和生物標志物的分析方法[14]。

本研究基于各類藥物銷售量及其在水環境中的檢出率，選擇用于治療不同類別疾病的12 類共75 種藥物及其代謝物（包括抗生素、抗抑郁藥及其代謝物、抗精神病藥、催眠鎮靜藥及其代謝物、降血壓藥、降血脂藥、解熱鎮痛藥、抗組胺藥、雌激素、孕激素、壯陽藥和精神活性物質），以及指示人體DNA 氧化損傷、反映人群生活和飲食習慣的8 種生物標志物作為目標化合物，基于SPE-UPLC-MS/MS聯用技術，建立了WWTPs 進水中多種藥物及其代謝產物和生物標志物的分析方法，并將其成功應用于實際污水樣品中藥物和生物標志物的測定和篩查。