[发明专利]一种基于不同粒径的纳米金比色阵列传感器的氨基糖苷类抗生素检测方法

说明书

本发明公开了一种基于不同粒径的纳米金比色阵列传感器的氨基糖苷类抗生素检测方法，其包括以下步骤：S1：构建纳米金比色阵列传感器；S2：将步骤S1制得的三通道不同粒径的纳米金颗粒分别与待测样品溶液进行反应，绘制出AGs可视化特异差谱图；S3：绘制三维散点图；S4：将步骤S2和步骤S3得到的AGs可视化特异差谱图和三维散点图与多种AGs标准可视化特异差谱图和三维散点图进行对比分析，即可确定待测样品中的AGs种类；S5：通过该种类AGs的线性拟合方程，代入y值即可求得待测样品溶液中该种类AGs的浓度。该检测方法实现了四种氨基糖苷类抗生素简单、灵敏、快速的测定，与单一通道的纳米金比色法(LOD＝33nmol/L)相比，检出限更低。

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种基于不同粒径的纳米金比色阵列传感器的氨基糖苷类抗生素检测方法。

背景技术

氨基酸糖苷类抗生素(简称AGs)是由氨基糖分子和氨基环醇通过醚键连接而成的一类广谱抗生素，其分子中含氨基环醇类和氨基糖分子，并由配糖键连接成苷。常见的种类有第一代的卡那霉素、新霉素、链霉素，第二代的庆大霉素、妥布霉素、地贝卡星以及第三代的阿米卡星、阿贝卡星等。

AGs抗菌谱广泛且大致相同，各AGs之间抗菌作用无明显差别，对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有明显的抗菌效果。因其价格低廉、抗菌性强，在兽医学与畜牧业中常被添加在饲料中用于治疗细菌性肠炎、奶牛乳腺炎等，同时促进动植物的生长繁殖。AGs可与细菌核糖体结合，干扰细菌蛋白质的合成过程，并破坏细菌细胞膜的完整性，是目前治疗需氧革兰阴性杆菌感染的重要药物之一。

毒理学研究表明，AGs具有耳毒性、肾毒性、神经肌肉阻滞以及其他毒副作用，人类长期食用残留超标的畜产品将会导致前庭功能障碍、听神经损伤、肾毒性增加等副作用，从而损坏健康。

出于对AGs毒副作用的考虑，欧盟禁止将AGs作为畜禽促生长添加剂，美国FDA(食品药品监督管理局)及许多国家和机构均规定AGs在食品中的最大残留限量为0.50mg/kg。日本规定某一AGs在食品中的最大残留限量为300μg/kg，在乳制品中的最大残留限量是200μg/kg。中华人民共和国农业部发布的公告明确规定了乳制品中抗生素最高残留限量，如表1所示：

表1农业部公布乳制品中抗生素最高残留限量

纳米金(AuNPs)即指金的微小颗粒，其直径在1～150nm，形状有球形、纳米棒(AuNRs)、纳米笼、纳米星或纳米壳(AuNSs)等。它具有较大的表面积-体积比、高摩尔消光系数(10⁸～10¹⁰M^-1cm^-1)的特性，且尺寸可控、良好的生物相容性，具有电子密度高、表面化学性质易于改变、可催化等优点，它能与多种生物大分子结合且不影响其原本的活性。

AuNPs具有独特的光学和化学性质。主要体现在AuNPs具有良好的光吸收和散射性能。金属表面的传导电子被特定波长的光激发时，会发生集体振动。这种振动被称为局部表面等离子体共振(LSPR)。

局部表面等离子体共振这一特性导致AuNPs的吸收和散射强度明显高于相同尺寸的非等离子体纳米颗粒。通过控制粒子的尺寸、形状和粒子表面的局部折射率，可以调节AuNPs的吸收和散射特性。LSPR的变化导致了AuNPs的颜色随直径增大而由酒红色转变为蓝紫色，进一步表现为光谱吸收带的迁移。AuNPs的LSPR特性对于其光学检测起着重要的作用，LSPR谱带强度和频率大小与AuNPs的颗粒大小、形状、粒子间距以及介质的介电常数(折射率)有关。当待测物与AuNPs相互作用时，LSPR也将发生变化，从而改变AuNPs吸收带的波长、散射强度和溶液的颜色。利用此特性，可以通过肉眼半定量确定目标物浓度或者通过UV-vis光谱、荧光光谱、散射光谱定量测定目标物的浓度。因此，基于纳米金材料的光学检测传感器极大地简化了核酸、蛋白质、小分子和重金属离子的检测过程。