摘要：金屬－有機框架材料（MOFs）在獸藥抗生素分析領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。MOFs在獸藥抗生素的分離純化、檢測以及樣品預(yù)處理等方面展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。在分離純化方面，MOFs能夠通過其可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu)和表面官能團實現(xiàn)對獸藥抗生素的高效分離。在檢測方面，MOFs作為熒光探針或電化學(xué)傳感器在獸藥抗生素分析中發(fā)揮了重要作用。通過引入熒光基團或電化學(xué)活性基團，MOFs能夠?qū)崿F(xiàn)對獸藥抗生素的特異性識別和響應(yīng)。MOFs在獸藥抗生素樣品預(yù)處理中也發(fā)揮了重要作用。通過吸附、富集和去除干擾物質(zhì)等步驟，MOFs能夠顯著提高樣品的純凈度和分析效率。這有助于減少后續(xù)分析的復(fù)雜性和誤差，提高分析的準確性和可靠性。MOFs有望在獸藥抗生素的監(jiān)管、環(huán)境保護和食品安全等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

關(guān)鍵詞：金屬-有機框架材料；獸藥；抗生素；分析化學(xué)；研究進展

獸藥抗生素的廣泛使用及其對環(huán)境和食品安全的潛在威脅是一個日益受到關(guān)注的問題。在畜牧業(yè)中，獸藥抗生素被廣泛用于預(yù)防和治療動物疾病，促進動物生長，提高產(chǎn)量。它們被添加到飼料或水中，或者直接注射給動物，以應(yīng)對各種細菌感染和疾病。然而，由于一些養(yǎng)殖者過度依賴抗生素，或者為了掩蓋不健康的飼養(yǎng)條件，往往存在濫用抗生素的情況[1]。

抗生素具有持久性，能在環(huán)境中長期存在，對生態(tài)系統(tǒng)造成長期損害。此外，抗生素的殘留還可能通過食物鏈傳遞，當人們食用含有抗生素殘留的肉類、蛋類或奶制品時，可能會攝入這些抗生素。長期攝入低劑量的抗生素可能導(dǎo)致人體內(nèi)的菌群失衡，增加對抗生素的耐藥性，甚至引發(fā)過敏反應(yīng)。在嚴重的情況下，抗生素殘留還可能對人體造成直接損害，如肝腎功能損傷等[2]。

MOFs是一種晶態(tài)多孔材料，它獨特的結(jié)構(gòu)源自無機金屬中心（包括金屬離子或金屬簇）與橋接的有機配體之間的自組裝相互連接，進而形成周期性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[3]。這種材料巧妙地融合了無機材料的剛性與有機材料的柔性，廣泛應(yīng)用于氣體吸附與分離、化學(xué)傳感以及藥物輸送與存儲等多個領(lǐng)域，展現(xiàn)出其多功能性和廣泛的應(yīng)用前景[4]。

1 MOFs在獸藥抗生素分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 MOFs在獸藥抗生素分離純化中的應(yīng)用

MOFs具有高度多孔性和大比表面積，這使得它們能夠吸附并容納大量的獸藥抗生素分子。通過選擇合適的金屬中心和有機配體，可以設(shè)計出具有特定孔徑和表面性質(zhì)的MOFs材料，實現(xiàn)對不同種類獸藥抗生素的選擇性吸附。這種選擇性吸附能力使得MOFs能夠從復(fù)雜的混合物中有效地分離出目標抗生素。MOFs的表面性質(zhì)也對其分離性能起到關(guān)鍵作用。通過引入具有特定官能團的有機配體，MOFs的表面可以呈現(xiàn)出不同的親疏水性、極性或反應(yīng)活性。這些官能團能夠與獸藥抗生素分子發(fā)生相互作用，如氫鍵、離子交換或π-π堆積等，從而增強對目標抗生素的選擇性吸附。MOFs通過其獨特的孔道結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)，以及對分離條件的精確調(diào)控，實現(xiàn)了對獸藥抗生素的高效分離和純化。

1.2 MOFs在獸藥抗生素檢測中的應(yīng)用

MOFs在獸藥抗生素樣品的預(yù)處理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，MOFs具有多樣的結(jié)構(gòu)和官能團，可以有效地從復(fù)雜的樣品基質(zhì)中吸附并富集目標抗生素，降低檢測限，提高檢測靈敏度。除了富集目標抗生素，MOFs還能夠吸附并去除樣品中的干擾物質(zhì)，如其他有機化合物、無機離子等。這種凈化作用有助于減少后續(xù)分析的背景干擾，提高分析的準確性和可靠性。MOFs通常以粉末或顆粒形式存在，易于與樣品溶液混合進行吸附操作。吸附完成后，通過簡單的離心或過濾步驟，即可將含有目標抗生素的MOFs與樣品溶液分離，便于后續(xù)處理和分析。MOFs材料通常具有良好的穩(wěn)定性和可再生性，經(jīng)過適當?shù)脑偕幚恚ㄈ鐭峤狻⑷軇┫礈斓龋?，可以重?fù)使用多次，降低了預(yù)處理成本，提高了資源利用效率。MOFs可以與其他預(yù)處理技術(shù)（如固相萃取、液液萃取等）相結(jié)合，形成更為高效的預(yù)處理體系。例如，可以將MOFs作為固相萃取柱的填料，通過改變流動相的條件實現(xiàn)目標抗生素的選擇性吸附和洗脫。MOFs作為熒光探針的應(yīng)用原理在于其能夠吸收特定波長的光并發(fā)出熒光。當MOFs與獸藥抗生素發(fā)生相互作用時，其熒光性質(zhì)（如熒光強度、波長等）會發(fā)生變化。這種變化可以被用來檢測抗生素的存在和濃度。通過對比不同濃度抗生素與熒光信號之間的關(guān)系，可以建立標準曲線，從而實現(xiàn)對抗生素的定量檢測。電化學(xué)傳感器則基于MOFs與目標抗生素之間的電化學(xué)相互作用。當抗生素與MOFs結(jié)合時，會引起電極表面的電荷分布發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電流或電位的變化。通過測量電極上的電化學(xué)信號，可以分析抗生素的濃度。

2 MOFs在獸藥抗生素分析中的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

2.1 MOFs在獸藥抗生素分析中的優(yōu)勢

首先，MOFs具有超高的孔隙率和較大的比表面積，高比表面積意味著MOFs具有更多的活性位點和吸附能力，能夠更有效地與獸藥抗生素分子進行相互作用。其次，通過對MOFs的修飾，還可以引入特定的官能團，以實現(xiàn)對藥物分子的特異性相互作用，進一步增強其分析性能。再者，MOFs具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性，這使得其可以直接應(yīng)用于生物體系中的藥物分析。MOFs還可以用于構(gòu)建生物傳感器，實時監(jiān)測生物體內(nèi)藥物分子的濃度和分布。最后，MOFs的制備和表征方法相對成熟，通過簡單的合成步驟，可以制備出具有特定結(jié)構(gòu)和性能的MOFs材料。同時，利用現(xiàn)代分析技術(shù)，可以對MOFs的結(jié)構(gòu)、性能和藥物相互作用進行深入研究，從而為其在藥物分析中的應(yīng)用提供理論支持。

2.2 MOFs在獸藥抗生素分析中的挑戰(zhàn)

在實際應(yīng)用中，MOFs可能會受到濕度、溫度、pH值等環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或破壞，從而影響其吸附性能和重復(fù)使用性。獸藥抗生素種類繁多，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各異，如何設(shè)計出能夠針對特定抗生素具有高選擇性的MOFs材料是一個需要解決的問題。需要深入研究MOFs與分析方法之間的相互作用和影響，以確保整個分析過程的準確性和可靠性。如何實現(xiàn)MOFs的規(guī)?；a(chǎn)和廣泛應(yīng)用是未來的一個重要研究方向。在獸藥抗生素分析中，MOFs作為一種新型材料，其相關(guān)的法規(guī)和標準尚不完善。這可能導(dǎo)致在實際應(yīng)用中存在一定的法律風(fēng)險和不確定性。因此，建立和完善相關(guān)的法規(guī)和標準是推動MOFs在獸藥抗生素分析中應(yīng)用的必要條件。

3 MOFs在獸藥抗生素分析中的研究趨勢

3.1 當前MOFs在獸藥抗生素分析領(lǐng)域的研究熱點

正在深入探索MOFs的優(yōu)化合成與穩(wěn)定性增強。這包括通過改進合成方法、優(yōu)化反應(yīng)條件來提高MOFs的制備效率和穩(wěn)定性，跨學(xué)科的整合與優(yōu)化也是當前的研究熱點。研究者們正在探索如何將MOFs與其他分析方法（如色譜、質(zhì)譜等）進行有效整合，以形成更為高效、準確的獸藥抗生素分析體系。新型MOFs材料的開發(fā)與應(yīng)用也是前沿方向之一。研究者們正在嘗試引入新的金屬離子、有機配體以及功能基團，以開發(fā)出具有更高性能、更多功能的新型MOFs材料。

3.2 新型MOFs材料的設(shè)計合成前沿方向

溶劑熱合成法有助于提升反應(yīng)物在溶劑中的溶解程度，從而優(yōu)化反應(yīng)和結(jié)晶過程。相較于水熱法，溶劑熱法提供了更為寬泛的反應(yīng)條件范圍，使其成為制備多樣化MOFs材料的理想選擇。離子液法利用離子液體的特殊性質(zhì)，為MOFs的合成提供了新的途徑。揮發(fā)法將金屬鹽和有機配體溶解在良性溶劑中，隨后靜置，使溶劑自然揮發(fā)，晶體便直接從飽和溶液中析出。擴散法，包括凝膠擴散法以及蒸汽擴散法等，它們共同的特點是先將金屬離子與有機配體的溶液分開，再通過緩慢的擴散過程使兩者發(fā)生反應(yīng)。表面活性劑法則利用表面活性劑分子同時具有親水和疏水基團的特性，不僅增強了金屬離子和有機配體的溶解度，還加強了它們之間的相互作用，從而優(yōu)化了合成效果。此外，還有微波加熱法、超聲法、機械化學(xué)合成法、電化學(xué)方法等多種技術(shù)也被應(yīng)用于MOFs的合成。這些方法各具特色，

可以根據(jù)具體的合成需求和條件靈活選擇，以實現(xiàn)最佳的合成效果。

4 展望

MOFs在獸藥抗生素分析領(lǐng)域還可能取得一些突破性進展?？赡軙_發(fā)出具有自修復(fù)功能的MOFs材料，能夠在吸附過程中自動修復(fù)受損的結(jié)構(gòu)，保持其長期穩(wěn)定性。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，MOFs材料的合成優(yōu)化和性能預(yù)測將更加智能化和精準化，為獸藥抗生素分析提供更強大的技術(shù)支持。在環(huán)境保護方面，MOFs能夠作為有效的吸附劑去除水中的獸藥抗生素污染。其多孔結(jié)構(gòu)和可調(diào)性使得MOFs能夠針對特定的抗生素分子進行高效吸附，從而降低水體中的抗生素含量，減輕對環(huán)境的壓力。此外，MOFs還可以與其他水處理技術(shù)相結(jié)合，形成綜合的治理方案，提高水處理的效率和效果。隨著對環(huán)保要求的不斷提高和水資源日益緊缺，MOFs在環(huán)境保護領(lǐng)域的應(yīng)用前景將愈發(fā)廣闊。在食品安全方面，MOFs可以作為食品添加劑或包裝材料的組成部分，用于防止獸藥抗生素的污染和遷移。通過將MOFs嵌入到食品包裝材料中，可以延長食品的保質(zhì)期并改善其品質(zhì)，同時確保食品的安全性。要實現(xiàn)這些應(yīng)用，還需要在MOFs的合成、性能優(yōu)化以及與其他技術(shù)的整合等方面進行深入研究和探索。

參考文獻：

[1] 郟江輝，李新冬，蔡勐，等.MOFs熒光檢測及光催化水體抗生素的研究進展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2024，47（1）：52-63.

[2] 郟江輝，李新冬，蔡勐，等.金屬有機框架在抗生素廢水中的吸附應(yīng)用進展[J].現(xiàn)代化工，2024，44（4）：50-54.

[3] 謝三磊，陶曉奇.金屬有機框架熒光傳感器在食品中抗生素類獸藥殘留檢測的研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2024，50（8）：334-342+355.

[4] 聶夢，和夢婷，任琴會，等.金屬有機框架材料對抗生素的除去探究[J].廣州化工，2023，51（12）：56-58+79.