基于金纳米颗粒自组装的土霉素SERS检测方法的研究

发布时间：2020-03-15 10:42

【摘要】：土霉素,属广谱抗生素四环族,目前已广泛应用于种植业和养殖业。人体因摄取残留抗生素的食物而产生的抗药性问题,越来越引起人们的重视。目前针对抗生素的检测方法大多需要复杂的仪器,繁琐的前处理,或者较长的周期等;并且存在灵敏度和可靠性不能两者得而兼之的情况。因此,研究和建立一种操作简易,快速可靠的土霉素检测新方法具有重要意义。表面增强拉曼光谱(SERS)具有指纹识别和快速灵敏等优势,使其在疾病诊断、食品检测、环境检测等方面应用广泛。本研究在纳米金具有拉曼增强效应的基础上,通过纳米自组装,以进行拉曼检测,成功构建了具有良好特异性和超高灵敏度的土霉素SERS检测方法,为抗生素的超灵敏检测提供了一定借鉴。主要研究工作包括:首先,构建了基于液相的金纳米颗粒自组装土霉素SERS检测方法。本实验采用包含土霉素适配体及其互补序列的茎环结构单链DNA,以实现对土霉素的识别以及拉曼热点的变化。首先将80 nm金颗粒通过DNA序列与20 nm金颗粒偶联,拉曼分子4-巯基苯甲酸(4-MBA)修饰在20 nm金颗粒的表面,形成拉曼热点。在最优条件下,土霉素浓度在4.96×10-2-4.96×102 fg/mL时,4-MBA在1094 cm-1处的拉曼强度增加值与土霉素浓度的对数值之间存在良好的线性关系(y=1948.97+148.52x,R2=0.9979),检测限为4.35×10-3 fg/mL。选择金霉素、多西环素、美他环素和米诺环素对土霉素进行特异性试验,结果显示此方法特异性较好;以牛奶为样品进行加标回收实验,回收率为85.08-93.80%,结果表明可用于牛奶中土霉素的检测。其次,构建了基于银膜的纳米颗粒自组装土霉素SERS检测方法。本实验将修饰4-MBA的20 nm金颗粒通过DNA组装到纳米银膜上,对土霉素进行SERS检测。最优条件下,土霉素的浓度在4.96×10-3-49.65 fg/mL时,1094 cm-1处拉曼强度的增加值与土霉素浓度的对数值呈现良好的线性关系(y=27747.68+10535.74x,R2=0.9912),检测限为2.03×10-3 fg/mL。通过特异性试验显示,该方法的特异性较为显著;加标回收实验表明,此检测方法可以用来检测实际样品。再次,构建了基于超滤膜的纳米金颗粒自组装同时检测四环素和土霉素SERS方法。本实验利用两种DNA序列和两种拉曼分子(4-MBA和二硫代二硝基苯甲酸即DTNB)进行自组装,获得两种拉曼衬底,将其混合后经过超滤膜,制备了可以同时检测四环素和土霉素的SERS衬底。在最优条件下,四环素浓度在0.48-4.81×103 fg/mL时,1094cm-1(4-MBA)处的峰强度增加值与四环素浓度的对数值呈现良好的线性关系(y=996.07x+5861.01,R2=0.9963),检测限为2.14×10-1 fg/mL;土霉素的浓度在0.49-4.96×103 fg/mL时,1330 cm-1(DTNB)处的峰强度增加值与土霉素浓度的对数值呈现良好的线性关系(y=1316.85x+7386.72,R2=0.9918),检测限为0.17 fg/mL。特异性试验和加标回收实验结果表明,此检测方法特异性良好,并能检测实际样品。
【图文】：

图 1-1 土霉素的化学结构式Fig. 1-1 The structural formula of oxytetracycline现土霉素之后，由于疗效好、成本低、毒性小，土牧业等。土霉素作为动物饲料添加剂，被广泛地应和家禽的饲养方面，同时也用于动物传染性疾病(疗[3]。据报道，土霉素是农业上最早大面积应用的抗胡桃等细菌性病害疗效显著[4]。除了在动物养殖和应用在食品保藏上，特别是肉类食品的保藏上，是的资料，全球有 1/3 的患者死于用药不当，，全球有其中主要包括畜用抗生素的不合理使用。根据美国用于农牧业方面的抗生素约是治疗人群感染量的十用的抗生素约为 9.7 万吨，占每年抗生素使用总量10%为畜牧疾病治疗[7]。据 Ying 等人[8]报道，2013虽仅占 1.47%，在中国是抗生素生产和消耗大国的

亚胺、氯金酸(HAuCl4·3 H2O)、硝酸银(AgNO3)、抗坏血酸(L-A化钠(NaBH4)、氟化铵(NH4F)、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)、甲醇酸、盐酸、巯基苯甲酸(4-MBA)、二硫代二硝基苯甲酸(DTNB)、环素、美他环素和米诺环素等化学试剂均购自国药集团化学试AA，相对分子质量 2000)，购自上海晶纯生化科技股份有限公司10 μm，电阻率小于 0.001 Ω·cm)，购自浙江立晶科技公司；超滤)购自 Merck Millipore 公司；亲和素, 三(2-羧乙基)膦, 1-(3-二甲胺盐酸盐(EDC·HCl)购自西格玛奥德里奇贸易有限公司；牛奶样祁桥店；以上试剂均为分析纯，实验所用水为超纯水。素适配体[106-107]的 DNA 序列(二级结构见图 2-1 a)为：C GCA CCA CCG TCA TGA GTG CGA ACT TAC GCA CTGT CGC TGG TGC GTA CCT GGT TGC CGT TGT GT -3′素适配体的[107-108]DNA 序列(二级结构见图 2-1 b)为：C GCA CCA CCG TCA TGA GTG CGA ACT TAC GCA CTGG TGG TG -3′部分为检测物适配体序列，以上序列均由生工生物工程（上海）有
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O657.37;TS207.5

【参考文献】

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本文编号：2587179