基于金纳米颗粒的比色法检测四环素类抗生素

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四环素类抗生素是一类含有并四苯基本骨架的广谱抗生素。但是,在养殖业中过量使用四环素类将导致食品中的抗生素残留,并通过食物链进入人体内,造成抗生素耐药。比色法具有操作简单、快速、经济且可通过目视直接检测等优点,可实现在现场对四环素的快速检测。金纳米颗粒具有独特的光学性能,其颜色随粒径大小,形状和介电环境的改变而改变。本论文选择了金纳米颗粒作为比色剂,建立了基于金纳米颗粒的比色方法快速检测四环素类。详述如下。在第二章中,我们通过一步法制备了土霉素-金纳米颗粒,并建立了基于铕离子诱导的金纳米颗粒聚集的比色法检测四环素类抗生素。制备的土霉素-金纳米颗粒采用紫外可见吸收光谱、红外光谱、透射电镜图和动态光散射数据进行了表征,结果表明土霉素被成功修饰于金纳米颗粒表面。四环素类抗生素的结构中具有多个质子供体基团,能与铕离子进行络合。铕离子可作为交联剂,与金纳米表面的土霉素螯合形成复合物,诱导金纳米颗粒的聚集,溶液的颜色从红色变为蓝色。当溶液中存在四环素类抗生素时,铕离子优先与游离的四环素类抗生素形成螯合物,使土霉素金纳米颗粒从聚集状态恢复成分散状态,其颜色恢复为紫红色。该方法检测土霉素、四环素和强力霉素的检测限分别为25.2 nM,29.7 nM和24.9 nM。所建立的比色法检测四环素类抗生素具有良好的重现性和特异性,并且可实现检测自来水和湖水中四环素类抗生素的残留。在第三章中,为了进一步提高检测灵敏度,我们利用金离子能被土霉素还原形成金纳米颗粒的原理和羟胺还原放大的金染色技术,发展了基于原位生成金纳米微粒的比色法检测牛奶中的四环素残留。检测原理如下:首先,四环素类抗生素还原金离子形成金纳米颗粒,所形成的金纳米颗粒作为金染色的种子在金染色过程催化NH2OH-HAu CL4反应,还原生成的金原子沉积于金纳米颗粒表面,使金纳米颗粒的粒径不断增大。在550 nm处的吸光度随着四环素类抗生素浓度增加而增强,根据550 nm处的吸光值的变化可实现对四环素类抗生素的定量。该方法检测土霉素、四环素和强力霉素的检测限分别为14 nM,18.9 nM和1.98 nM。此外,所建立的比色法的重现性和特异性,并且可实现牛奶中四环素类残留的检测。
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