用于抗生素检测的纳米传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于抗生素检测的纳米传感器，所述的纳米传感器包括金纳米颗粒，所述的金纳米颗粒的表面通过Au-S键修饰有至少一种能够与特定的抗生素进行特异性结合的核酸适配体，所述的核酸适配体上标记有荧光染料。本发明专利技术的目的在于提供一种能够快速准确的定性定量测定一种或同步测试多种抗生素的纳米传感器，同时还提供该纳米传感器的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
用于抗生素检测的纳米传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及生化分析和食品安全检测领域，更具体地，涉及用于抗生素检测的纳米传感器，及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人们生活质量的提高，食品安全问题越来越为广大消费者所关注，特别是食品中抗生素残留问题更成为广大消费者关注的焦点问题。吃了有抗生素残留的肉、蛋、奶等后，会造成抗生素在人体内蓄积，使人产生对抗生素的抗性，引起各种组织器官病变，甚至癌变。在食品安全这个全球关注的热点问题上，如何快速、准确地检测食品安全的问题已成为重中之重。卡那霉素和新霉素都是氨基糖苷类广谱抗生素，对革兰氏阴性菌有极好的抑制作用。但是卡那霉素和新霉素的吸收毒性大，其在动物性食品中残留可能会引起过敏，长期食用还可导致耳和肾毒性等毒副作用，因此，对卡那霉素的定量检测具有重要意义。欧共体规定卡那霉素的最大残留限量为150μgkg-1，新霉素的最大残留限量为500μgkg-1。氯霉素是一种价格低廉的广谱抗生素，是我国动物养殖中常用的抗菌药物之一，氯霉素对人类存在潜在的危害，可引起再生障碍性贫血，粒状白细胞缺乏症，新生儿、早产儿灰色综合症等疾病，因此动物源性食品中氯霉素的残留受到世界各国和地区的高度重视。欧盟、美国、加拿大等国家禁止在食用动物中使用氯霉素，欧盟规定进口食品中氯霉素不得检出，方法检出限要求为0.3μgkg-1。链霉素是一种常见的氨基糖苷类抗生素，对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有显著的抗菌效果，可有效抑制细菌的生长和繁殖，因此是目前我国畜牧业和水产业中的常用药物之一。链霉素的毒副作用主要表现为对脑神经、听觉及肾脏的损害，因此。欧盟规定动物性食品肌肉中链霉素的最大残留限量为500μgkg-1。氨苄青霉素是目前较常用的广谱半合成青霉素，抗菌谱比青霉素更广，毒性极低，具有较强的杀菌作用。食用残留有氨苄青霉素的食品后，会诱导耐药菌株的产生，敏感的人群会产生过敏反应。欧盟规定牛奶中氨苄青霉素的最大残留限量(MRLs)为4μgL-1。四环素是由金霉素催化脱卤生物合成的抗生素，毒性低，作为一种广谱抗菌药常被用于治疗动物感染性疾病或促进动物生长。动物性食品中残留的四环素进入人体后可引起会引起肝损伤，与骨骼或牙齿中的钙质结合后，使骨骼及牙齿黄染，还可影响儿童的生长发育。欧共体规定四环素的最大残留限量为0.1μgkg-1。目前，检测抗生素的方法主要有微生物法、酶联免疫法、高效液相色谱法、分光光度法、荧光法、电化学法等。微生物法虽然方法简单、费用低，但是重现性差，灵敏度低，耗时长，且易受多种因素干扰而影响结果的准确性，在实际应用中受到很大的限制。酶联免疫法可以快速筛选，但是影响因素多，易出现假阳性结果。仪器分析方法设备昂贵，对实验人员的操作技术要求较高，分析费时而不易推广。同时，它还需要进行复杂繁琐的样品前处理，并且不能同时筛选大量的样品，这对药物残留的及时监控是不适用的。为适应当前食品安全检测的要求，需要敏感、特异、省时和经济的筛选检测技术，缩短检测时间，提高检测的灵敏度和准确性。近年来，金纳米颗粒由于其表面效应和量子尺寸效应而表现出特异的化学物理性质，例如，表面等离子效应能够引起颜色的改变，高的摩尔消光系数使其能够对很宽波谱范围内的荧光物质有猝灭作用等，因此在分析检测、生物医学等领域得到越来越多的应用。在中国专利申请CN201310069037.5一种基于纳米金的可视化快速检测牛奶中抗生素的方法，其公开了一种基于纳米金的可视化快速检测牛奶中抗生素的方法。其主要特征在于利用邻苯二酚紫还原氯金酸来制备纳米金。在纳米金合成的过程中因抗生素(单硫酸卡那霉素，硫酸新霉素，硫酸链霉素和硫酸伯来霉素)的加入影响了金纳米的合成，使其颜色发生变化，利用肉眼和紫外可见吸收光谱仪可以对抗生素进行定量检测。但是该方法操作复杂，并且并不能特异性的指示抗生素的种类。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，结合高亲和性和高特异性的核酸适配体，以及金纳米颗粒对很宽波谱范围内的荧光物质的强猝灭作用，构建一种新型的纳米传感体系用于食品中抗生素的同步定量检测。核酸适配体(aptamer)是指从人工合成的DNA/RNA文库中筛选得到的能够高亲和、高特异性地和靶标分子结合的单链寡核苷酸。核酸适配体能识别的靶分子范围广，而且制备、修饰方便快速，并可通过生物分子进行剪裁，提高其亲和力，为化学和生物传感器的理想识别分子，因此提出一种将标记有荧光染料的核酸适配体作为识别分子，金纳米粒子作为荧光淬灭分子，提高了传感检测体系的灵敏度和选择性，缩短了检测时间的用于抗生素检测的纳米传感器。同时，本专利技术的另外一个目的在于，提供该纳米传感器的制备方法，同时还提供该纳米传感器在抗生素测试时的应用。本专利技术的技术方案为：一种用于抗生素检测的纳米传感器，所述的纳米传感器包括金纳米颗粒，所述的金纳米颗粒的表面通过Au-S键修饰有至少一种能够与特定的抗生素进行特异性结合的核酸适配体，所述的核酸适配体上标记有荧光染料。在上述的用于抗生素检测的纳米传感器中，所述的金纳米颗粒的粒径为5～30nm。优选为10～20nm，更加优选为为12～14nm。在上述的用于抗生素检测的纳米传感器中，所述的特定的抗生素为卡那霉素或氯霉素或链霉素或氨苄青霉素或新霉素或四环素，本专利技术中特定的抗生素还可以为妥布霉素、利维霉素和紫霉素等，所述的核酸适配体为能够与卡那霉素进行特异性结合的核酸适配体，或能够与氯霉素进行特异性结合的核酸适配体，或能够与链霉素进行特异性结合的核酸适配体，或能够与氨苄青霉素进行特异性结合的核酸适配体，或能够与新霉素进行特异性结合的核酸适配体，或能够与四环素进行特异性结合的核酸适配体。本专利技术并不限于上述的核酸适配体和抗生素，可以根据抗生素的种类设计可以与特定种类的抗生素进行特异性结合的核酸适配体，如还可以为能够与妥布霉素、利维霉素和紫霉素等进行特异性结合的核酸适配体，对此本专利技术不作过多限制。在上述的用于抗生素检测的纳米传感器中，当所述的金纳米颗粒的表面修饰有两种或以上的核酸适配体时，不同种类的核酸适配体所标记的荧光染料的激发波长和发射波长不同。在上述的用于抗生素检测的纳米传感器中，所述的荧光染料为Cy系列荧光染料(2,3,3-三甲基-3H-吲哚类碳菁染料)，如Cy3(三甲川菁染料)和Cy5(五甲川菁染料)、FAM荧光染料(5-羧基荧光素)或Rox荧光染料(6-羧基-X-罗丹明)、Alexa系列染料，如AlexaFluor350、AlexaFluor488和AlexaFluor647。本专利技术选用上述荧光染料，但是并不限于上述的荧光染料，可选用的荧光染料还包括d6过渡金属配合物如铱配合物和铼配合物，或荧光纳米粒子如CdSe/ZnS量子点、碳量子点，通用的用于标记DNA或RNA的荧光染料均可适用。本专利技术的另一个目的在于提供用于抗生素检测的纳米传感器的制备方法，所述的制备方法为：将含有至少一种能够与特定的抗生素进行特异性结合的核酸适配体的溶液加入到含有金纳米颗粒的溶液中，混合孵育10～20小时；然后加入NaCl溶液进行陈化，最后用缓冲溶液洗涤后保存在缓冲溶液中，其中，所述的核酸适配体的一端具有巯基且另一端标记有荧光染料。在上述的用于抗生素检测的纳米传感器的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抗生素检测的纳米传感器，所述的纳米传感器包括金纳米颗粒，其特征在于，所述的金纳米颗粒的表面通过Au‑S键修饰有至少一种能够与特定的抗生素进行特异性结合的核酸适配体，所述的核酸适配体上标记有荧光染料。

【技术特征摘要】
1.一种用于抗生素检测的纳米传感器，所述的纳米传感器包括金纳米颗粒，其特征在于，所述的金纳米颗粒的表面通过Au-S键修饰有至少一种能够与特定的抗生素进行特异性结合的核酸适配体，所述的核酸适配体上标记有荧光染料其中，所述的核酸适配体在未与抗生素结合时形成茎环结构，当有与核酸适配体能特异性结合的靶分子存在时，核酸适配体形成的G-四链体与抗生素特异性结合；所述的纳米传感器的制备方法具体为：将含有至少一种能够与特定的抗生素进行特异性结合的核酸适配体的溶液加入到含有金纳米颗粒的溶液中，混合孵育10～20小时；然后加入NaCl溶液进行陈化，最后用缓冲溶液洗涤后保存在缓冲溶液中，其中，所述的核酸适配体的一端具有巯基且另一端标记有荧光染料。2.根据权利要求1所述的用于抗生素检测的纳米传感器，其特征在于，所述的金纳米颗粒的粒径为5～30nm。3.根据权利要求1所述的用于抗生素检测的纳米传感器，其特征在于，当所述的金纳米颗粒的表面修饰有两种或以上的核酸适配体时，不同种类的核酸适配体所标记的荧光染料的激发波长和发射波长不同。4.根据权利要求1所述的用于抗生素检测的纳米传感器，其特征在于，所述的特定的抗生素为卡那霉素或氯霉素或链霉素或氨苄青霉素或新霉素或四环素。5.根据权利要求1所述的用于抗生素检测的纳米传感器，其特征在于，所述的荧光染料为Cy系列荧光染料或FAM荧光染料或Rox荧光染料或Alexa系列染料...

【专利技术属性】
技术研发人员：易长青，张亚丽，张恒，宋嵘，蒋乐伦，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44