[发明专利]银杂化介孔四氧化三铁抗生素免疫传感器制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种银杂化介孔四氧化三铁抗生素免疫传感器制备方法及应用。具体是基于Ag-Fe₃O₄纳米复合材料构建的检测多种抗生素的无标记型电化学免疫传感器，属于新型纳米功能材料与生物传感器技术领域。

背景技术

抗生素是抵抗致病微生物的药物，是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其它生活细胞发育功能的化学物质。

常用的抗生素有微生物培养液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物，分为以下几类：β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、氯霉素类、大环内酯类、抗真菌抗生素等。

抗生素可作为促进畜禽生长的饲料添加剂，或作为预防和治疗畜禽疾病的兽药，在乳业中用于提高奶牛产奶量；在水产养殖业用于治疗多种鱼类疾病；在养蜂业用于预防蜜蜂的感染性疾病。但过量使用不可避免使母体、代谢产物等相关抗生素残留于食源性动物的肌肉、奶、蛋、脏器组织中，通过食物链影响人类健康。鉴于抗生素的作用与危害并存，抗生素的残留问题格外受到关注。

目前对抗生素残留量的检测方法主要有高效液相色谱法（HPLC）、液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）及微生物法（MA）等，但是这些检测方法存在如下不足。

1. 高效液相色谱法：包括液-液分配色谱法、液-固色谱法以及离子交换色谱法等，此类检测方法虽然分析效率高，灵敏度高，但液相色谱仪价格及日常维护费用贵，分析时间长。

2. 液相色谱-串联质谱法：检测限低，定性定量准确，重现性好，但是仪器设备复杂、操作过程繁琐，对检验人员的操作技能要求很高，且不适于现场检测和快速检测。

3. 微生物法：手续繁多，分析速度慢且结果误差较大。

为了解决上述问题，本发明采用电化学免疫传感器检测抗生素，在传感器的制备过程中材料的选择极其重要。

介孔材料作为一种功能材料，由于其独特的物理化学性质，使其在物理、化学等方面表现出特殊用途。其中四氧化三铁作为介孔材料的一种，由于其制备工艺简单、价格低、性能稳定、比表面积大等，成为组装电化学免疫传感器的良好材料。

银纳米粒子具有比表面积大、表面反应活性高、催化效率高、吸附能力强以及良好的生物相容性和稳定性等优点，可用于固载和标记生物分子。

将四氧化三铁介孔材料和银纳米粒子合成得到Ag-Fe₃O₄复合材料，既保留了两者的优点，又体现出优异的协同增敏效果，同时提高了其电极表面的电子传递效率，从而增强了电化学免疫传感器的检测灵敏度。

经对现有专利技术的检索发现，CN201010210144.1公开了一种用于检测食品中青霉素的电化学免疫传感器，该发明线性范围宽，检测限为1 ng·mL^-1（即1 ppb）。

CN200410013741. X公开了一种用pH计检测牛奶中青霉素的方法，该发明是依据溶液的酸度变化来检测牛奶中是否含有抗生素，方法简便快速，其检测限为6 ppb。

本发明对多种抗生素的检测限在0.015 ~ 0.017 μg·kg^-1（即0.015 ~ 0.017 ppb）范围。

由此看出，将Ag-Fe₃O₄复合材料引入传感器的制备中，显著降低了传感器的检测限，对抗生素检测的灵敏度均优于以上两种方法。

CN200610130646.7和CN200810052119.8公开了两种基于表面等离子体共振检测抗生素的方法，该方法具有测定时间短、精密度高、特异性好等优点，但仪器设备昂贵。

本发明采用Ag-Fe₃O₄复合材料制备了一种无标记型免疫传感器，是一种低成本、高灵敏、特异性好、快速检测多种抗生素的技术，且制备过程简单，完成一个检测过程需要2-3分钟，有效克服了目前抗生素检测方法的不足。

发明内容

本发明的目的之一是避免传统检测方法的仪器设备复杂、操作过程繁琐及对检验人员的高技能要求的缺点，提供一种低成本的抗生素电化学免疫传感器的制备方法。

本发明的目的之二是将该抗生素电化学免疫传感器应用于抗生素的检测。

本发明的技术方案如下：

1. 本发明的银杂化介孔四氧化三铁抗生素免疫传感器制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）硫堇-石墨烯混合溶液的制备；