[發明專利]一種用于檢測氨基糖苷類抗生素的納米金比色陣列傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110647416.2
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113418882A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 陳忻;許鋒;梁勇
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 林玉芳;辜丹蕓

本發明公開了一種用于檢測氨基糖苷類抗生素的納米金比色陣列傳感器，其由三種不同粒徑的表面帶負電荷的納米金顆粒作為不同通道構建而成，納米金顆粒的粒徑均在10～50nm范圍內。本發明還提供了所述用于檢測氨基糖苷類抗生素的納米金比色陣列傳感器的制備方法。該納米金比色陣列傳感器實現了四種氨基糖苷類抗生素簡單、靈敏、快速的測定，與單一通道的納米金比色法(LOD＝33nmol/L)相比，檢出限更低。在最優實驗條件下，通過可視化差譜圖分析，納米金比色傳感陣列在65～4550nmol/L成功實現了可視化顏色比對，并實現了低濃度下四種AGs的準確區分。

技術領域

本發明屬于有機化學領域，具體涉及一種用于檢測氨基糖苷類抗生素的納米金比色陣列傳感器及其制備方法。

背景技術

氨基酸糖苷類抗生素(簡稱AGs)是由氨基糖分子和氨基環醇通過醚鍵連接而成的一類廣譜抗生素，其分子中含氨基環醇類和氨基糖分子，并由配糖鍵連接成苷。常見的種類有第一代的卡那霉素、新霉素、鏈霉素，第二代的慶大霉素、妥布霉素、地貝卡星以及第三代的阿米卡星、阿貝卡星等。

AGs抗菌譜廣泛且大致相同，各AGs之間抗菌作用無明顯差別，對多種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有明顯的抗菌效果。因其價格低廉、抗菌性強，在獸醫學與畜牧業中常被添加在飼料中用于治療細菌性腸炎、奶牛乳腺炎等，同時促進動植物的生長繁殖。AGs可與細菌核糖體結合，干擾細菌蛋白質的合成過程，并破壞細菌細胞膜的完整性，是目前治療需氧革蘭陰性桿菌感染的重要藥物之一。

毒理學研究表明，AGs具有耳毒性、腎毒性、神經肌肉阻滯以及其他毒副作用，人類長期食用殘留超標的畜產品將會導致前庭功能障礙、聽神經損傷、腎毒性增加等副作用，從而損壞健康。

出于對AGs毒副作用的考慮，歐盟禁止將AGs作為畜禽促生長添加劑，美國FDA(食品藥品監督管理局)及許多國家和機構均規定AGs在食品中的最大殘留限量為0.50mg/kg。日本規定某一AGs在食品中的最大殘留限量為300μg/kg，在乳制品中的最大殘留限量是200μg/kg。中華人民共和國農業部發布的公告明確規定了乳制品中抗生素最高殘留限量，如表1所示：

表1農業部公布乳制品中抗生素最高殘留限量

納米金(AuNPs)即指金的微小顆粒，其直徑在1～150nm，形狀有球形、納米棒(AuNRs)、納米籠、納米星或納米殼(AuNSs)等。它具有較大的表面積-體積比、高摩爾消光系數(10⁸～10¹⁰M^-1cm^-1)的特性，且尺寸可控、良好的生物相容性，具有電子密度高、表面化學性質易于改變、可催化等優點，它能與多種生物大分子結合且不影響其原本的活性。

AuNPs具有獨特的光學和化學性質。主要體現在AuNPs具有良好的光吸收和散射性能。金屬表面的傳導電子被特定波長的光激發時，會發生集體振動。這種振動被稱為局部表面等離子體共振(LSPR)。

局部表面等離子體共振這一特性導致AuNPs的吸收和散射強度明顯高于相同尺寸的非等離子體納米顆粒。通過控制粒子的尺寸、形狀和粒子表面的局部折射率，可以調節AuNPs的吸收和散射特性。LSPR的變化導致了AuNPs的顏色隨直徑增大而由酒紅色轉變為藍紫色，進一步表現為光譜吸收帶的遷移。AuNPs的LSPR特性對于其光學檢測起著重要的作用，LSPR譜帶強度和頻率大小與AuNPs的顆粒大小、形狀、粒子間距以及介質的介電常數(折射率)有關。當待測物與AuNPs相互作用時，LSPR也將發生變化，從而改變AuNPs吸收帶的波長、散射強度和溶液的顏色。利用此特性，可以通過肉眼半定量確定目標物濃度或者通過UV-vis光譜、熒光光譜、散射光譜定量測定目標物的濃度。因此，基于納米金材料的光學檢測傳感器極大地簡化了核酸、蛋白質、小分子和重金屬離子的檢測過程。