CN114371150A - 氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法 - Google Patents

氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114371150A
CN114371150A CN202111662068.2A CN202111662068A CN114371150A CN 114371150 A CN114371150 A CN 114371150A CN 202111662068 A CN202111662068 A CN 202111662068A CN 114371150 A CN114371150 A CN 114371150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aunps
mpa
sol
aminoglycoside
aminoglycoside antibiotics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111662068.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张芹
韩娇娇
陈艳红
焦天慧
陈清敏
陈全胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jimei University
Original Assignee
Jimei University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jimei University filed Critical Jimei University
Priority to CN202111662068.2A priority Critical patent/CN114371150A/zh
Publication of CN114371150A publication Critical patent/CN114371150A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G01N21/554—Attenuated total reflection and using surface plasmons detecting the surface plasmon resonance of nanostructured metals, e.g. localised surface plasmon resonance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，涉及氨基糖苷类抗生素快检。9种抗生素为链霉素、卡那霉素、新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星。采用水热合成制备金纳米粒子，通过巯基乙酸分子修饰金纳米粒子，利用氨基糖苷类抗生素分子中带正电氨基与AuNPs纳米粒子带负电巯基的静电作用，诱导AuNPs纳米粒子团聚变色，观察颜色变化，或根据团聚后金纳米粒子在523nm处表面等离子体共振吸收降低且在长波长处出现新的等离子体共振吸收峰进行定性分析，根据金纳米粒子523nm处表面等离子体共振吸收降低程度实现对氨基糖苷类抗生素的半定量分析。不需要复杂仪器设备和技术，满足快速分析检测要求。

Description

氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法
技术领域
本发明涉及氨基糖苷类抗生素(AGs)的快检技术，尤其是涉及诱导纳米粒子团聚后变色快速筛查的氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法。
背景技术
氨基糖苷类(aminoglycosides，AGs)抗生素是一类由氨基环醇和氨基糖通过氧桥连接而成的苷类化合物，通过诱导细菌合成错误蛋白，且阻抑合成蛋白的释放，导致细菌死亡。常用的AGs包括卡那霉素、新霉素、链霉素、庆大霉素、妥布霉素、卡那霉素、西索米星、阿米卡星、奈替米星等。AGs对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有显著的抗菌效果,可以有效抑制细菌的生长和繁殖，是目前我国畜牧业、农业和水产业中常用的兽药之一，但人类在食用了氨基糖苷类抗生素超标的食物时，不仅会引发例如耳聋、肾病及心血管疾病等，而且动物体中的耐药致病菌感染人体正常细菌产生耐药性。为了保障食品安全，我国GB31650-2019《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》中规定了卡那霉素、新霉素、大观霉素、链霉素在食品动物中的最高残留限量分别为100μg/kg、500μg/kg、500μg/kg、600 μg/kg。(王聪，赵晓宇，张会亮，王海燕，孙磊.中国与国际食品法典委员会动物食品兽药残留标准的比对分析[J].食品安全质量检测学报，2020，11(19)：7164-7169.)建立水产品中氨基糖苷类药物残留量的快速筛查及检测对维护人类的饮食健康具有重要意义。
目前报道的氨基糖苷类抗生素的检测方法主要有微生物测定法、酶联免疫法、气相色谱法、液相色谱法和液相色谱-串联质谱法。微生物联免疫法操作相对简单，但经常会有假阳性或假阴性的误判；气相色谱法需要对目标分子进行衍生化，步骤繁琐；氨基糖苷类抗生素结构中缺少发色团或荧光团，很难用液相色谱法直接进行检测，需要衍生化，衍生化过程复杂繁琐，不易操作，稳定性不高并且易受基质干扰，检出限高；或者串联一些检测技术，如蒸发光检测、电泳、脉冲安培检测、电化学检测或质谱等。这些检测技术虽然灵敏度高，特异性强，但往往要求液相色谱采用挥发性离子试剂作为流动相，分析时对仪器和色谱柱的损伤大，需要对离子源和色谱定期清洗以防污染和灵敏度下降，因而不适用于大批量样品的快速筛查。
目标分子直接或间接触发金纳米颗粒的聚集或分散，表面等离子体共振吸收(SPR)的强度或位置发生变化，并伴随着溶胶颜色的变化，应运而生的SPR生物比色传感方法。金或银纳米粒子的比色传感主要是用于金属离子，有机小分子，蛋白质、各种酶等的生物医学的检测，也被用于各类抗生素的检测。本专利采用水热合成制备金纳米粒子，通过巯基乙酸分子修饰金纳米粒子，利用氨基糖苷类抗生素分子中带正电的氨基与AuNPs纳米粒子的带负电的巯基的静电作用，诱导AuNPs纳米粒子发生团聚变色，可直接用裸眼观察颜色的变化进行定性分析，根据金纳米粒子表面等离子体共振吸收降低程度实现对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析。该方法操作简便、反应速度快、且不需要复杂的仪器设备和操作技术，重现性好，检测速度快，对生产实践有指导意义。
发明内容
本发明的目的在于提供目标分子能够诱导金纳米粒子发生团聚，根据溶胶颜色发生改变，且MPA-AuNPs纳米粒子的表面等离子体共振吸收的降低，实现对氨基糖苷类抗生素分子的高灵敏、快速筛查及分析检测，方法简便、快速、可信度高的氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法。
本发明首先合成MPA-AuNPs纳米粒子，研究氨基糖苷类抗生素分子诱导MPA-AuNPs纳米粒子的团聚效应，分别探究pH值、氨基糖苷类抗生素和MPA-AuNPs与结合量比等影响因素，根据实验的最优条件下MPA-AuNPs纳米粒子的团聚引起的溶胶颜色变化，以及 MPA-AuNPs纳米粒子表面等离子体共振吸收的降低程度分析了硫酸卡那霉素、链霉素、新霉素、妥布霉素等9种氨基糖苷类抗生素，实现对氨基糖苷类抗生素的低浓度、高灵敏的快速筛查分析检测。
本发明包括以下步骤：
1)合成金纳米粒子；
2)制备MPA-AuNPs纳米粒子溶胶；
3)氨基糖苷类抗生素的快速筛查；氨基糖苷类抗生素分子诱导巯基乙酸修饰的金纳米粒子团聚，利用团聚后溶胶颜色改变，对氨基糖苷类抗生素分子进行分析检测；
4)氨基糖苷类抗生素的分析检测：氨基糖苷类抗生素分子诱导巯基乙酸修饰的金纳米粒子团聚，引起金纳米粒子表面在523nm处等离子共振吸收降低，利用团聚后尺寸改变，会伴随着在长波长处出现一个新的表面等离子体共振吸收，利用在523nm处表面等离子体共振吸收峰的降低程度与氨基糖苷类抗生素的量成正相关，对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析检测。
在步骤1)中，所述合成金纳米的具体方法为：用柠檬酸钠还原氯金酸制备金纳米粒子溶胶，通过控制反应物的浓度、反应时间、搅拌速度、反应温度等反应条件，在磁力搅拌器下加热回流至沸腾，迅速加入柠檬酸三钠，提高搅拌速度，继续加热回流30～60min，使其完全反应后，自然冷却至室温，制得粒径均一的金纳米粒子。所述反应物的浓度、反应时间、搅拌速度、反应温度等反应条件是指氯金酸溶液的质量分数浓度为0.01％～0.06％，柠檬酸钠质量浓度分数为0.7％～1.4％，氯金酸溶液与柠檬酸钠溶液的体积比为50～100︰1，反应温度为100～120℃，反应时间为30～60min，搅拌速度为1500～2000r/min。所述合成均一金纳米粒子为球形或椭圆形，粒径为20±10nm。
在步骤2)中，所述制备MPA-AuNPs纳米粒子的具体方法为：取AuNPs溶胶在搅拌条件下加入巯基乙酸溶液(MPA)，反应一段时间，制备MPA-AuNPs纳米粒子溶胶。
所述AuNPs溶胶的体积为20-30ml，MPA溶液的浓度为10-30mM，Au纳米粒子与巯基乙酸溶液(MPA)体积比可为100～300︰1，搅拌的转速为100-200r/min，反应时间3～12h。所述制备MPA-AuNPs纳米粒子为球形或椭圆形，粒径可为20±10nm。
在步骤3)中，所述氨基糖苷类抗生素的快速筛查的具体方法为：取MPA-AuNPs纳米粒子溶胶，在pH及量比条件下，加入不同体积比的氨基糖苷类抗生素分子，MAP-AuNPs溶胶的颜色改变，且随着氨基糖苷类抗生素分子的浓度增加，溶胶颜色变深越明显，而其他类的抗生素及盐类等干扰物质不能够使MAP-AuNPs溶胶发生颜色的改变。
所述氨基糖苷类抗生素分子其特征是包括链霉素、卡那霉素、新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星9种氨基糖苷类抗生素。
所述pH是调节氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs混合溶液的pH值在4.0～5.0。
所述MPA-AuNPs与氨基糖苷类抗生素的不同体积比是指MPA-AuNPs：氨基糖苷类抗生素＝1︰(0～0.2)；
所述氨基糖苷类抗生素分子的浓度范围是从10-8mol/L到1mol/L，即该方法测定的浓度范围。
所述氨基糖苷类抗生素分子加入MAP-AuNPs溶胶的颜色改变是指溶胶颜色由酒色变为蓝色。
所述随着氨基糖苷类抗生素分子的量加入颜色变化越明显指的是溶胶颜色随着氨基糖苷类抗生素浓度增加，溶胶颜色由浅紫色变为深蓝色。当氨基糖苷类抗生素分子浓度大于等于 10-5mol/l，MPA-AuNPs溶胶纳米粒子团聚沉淀，溶胶颜色在5～10min后变为无色
所述其他类的抗生素及盐类等干扰物质是指其他七大类11种抗生素分子以及一种常用盐，包括β-内酰胺类的青霉素钾、阿莫西林、磺胺类的甲氧苄啶，喹诺酮类的诺氟沙星和恩诺沙星，大环内酯类的红霉素，糖肽类的万古霉素，四环素类中的土霉素、氯四环素，氯霉素类中的氯霉素、林可酰胺类的克林霉素，以及氯化钠一种盐。
在步骤4)中，所述氨基糖苷类抗生素的定性分析检测的具体方法为：取MPA-AuNPs纳米粒子溶胶，在一定pH条件下，加入一定体积的10-5mol/L氨基糖苷类抗生素分子， MPA-AuNPs纳米粒子溶胶发生团聚，其在523nm波长处表面等离子体共振峰吸收强度降低且在长波长处出现新峰，溶胶颜色由酒红色变为蓝色，利用523nm波长处共振吸收峰降低的程度可以对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析。
所述氨基糖苷类抗生素分子其特征是包括链霉素、卡那霉素、新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星9种氨基糖苷类抗生素。
所述一定的pH条件是调节氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs混合溶液的pH值在4.0～ 5.0。
所述氨基糖苷类抗生素分子浓度范围是从10-8mol/L到1mol/L，即该方法测定的浓度范围。
所述MPA-AuNPs与氨基糖苷类抗生素的不同体积比是指MPA-AuNPs：氨基糖苷类抗生素＝1︰(0～0.2)；
所述在长波长处出现一个新的等离子体共振吸收峰是指团聚后在600～750nm波长范围出现一个新峰，此峰对应着团聚后金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰。
所述引起金纳米粒子表面在523nm处等离子共振吸收降低，利用在523nm处表面等离子体共振吸收峰的降低程度与氨基糖苷类抗生素的量成反比，对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析检测。
本发明提出一种利用巯基乙酸修饰的金纳米的团聚效应分析检测氨基糖苷类抗生素的方法，涉及链霉素、卡那霉素、新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星等9种氨基糖苷类抗生素。利用氨基糖苷类抗生素诱导巯基乙酸修饰(MPA-AuNPs)的金纳米发生团聚，溶胶颜色发生改变，且MPA-AuNPs纳米粒子的表面等离子体共振吸收降低，根据降低的程度对氨基糖苷类抗生素进行快速分析检测。采用水热合成制备金纳米粒子，通过巯基乙酸分子修饰金纳米粒子，利用氨基糖苷类抗生素分子中带正电的氨基与AuNPs纳米粒子的带负电的巯基的静电作用，诱导AuNPs纳米粒子发生团聚变色，可直接用裸眼观察颜色的变化，或根据团聚后金纳米粒子在523nm处表面等离子体共振吸收降低且在长波长处出现新的等离子体共振吸收峰进行定性分析，并可以根据金纳米粒子在523nm处表面等离子体共振吸收降低程度实现对氨基糖苷类抗生素的半定量分析。该方法操作简便、反应速度快、可信度高，且不需要复杂的仪器设备和操作技术，能够对氨基糖苷类抗生素进行快速筛查分析检测。
附图说明
图1为本发明实施例步骤1)中制备的AuNPs、MPA-AuNPs纳米粒子的透射电子显微镜图。
图2为本发明实施例步骤1)中制备的MPA-AuNPs加入10-5mol/L链霉素、10-5mol/L卡那霉素后扫描电子显微镜图。
图3随着硫酸卡那霉素浓度增加MPA-AuNPs纳米粒子的表面等离子体共振吸收谱图。
图4为本发明实施例步骤3)中硫酸卡那霉素与MPA-AuNPs不同体积比条件下的MPA-AuNPs纳米粒子表面等离子体共振吸收谱图。
图5为本发明实施例步骤4)随着硫酸卡那霉素浓度增加MPA-AuNPs的表面等离子体共振吸收谱图。左下角插图为本发明实施例步骤4)随着卡那霉素的浓度增加MPA-AuNPs的溶胶颜色变化图。
图6为本发明实施例步骤4)中MPA-AuNPs的表面等离子体共振吸收强度的降低程度与硫酸卡那霉素浓度负对数的线性关系图。
图7为本发明实施例步骤4)随着硫酸链霉素浓度增加MPA-AuNPs的表面等离子体共振吸收谱图。左下角插图随着硫酸链霉素的浓度增加MPA-AuNPs的溶胶颜色变化图。
图8为本发明实施例步骤4)中空白MPA-AuNPs纳米粒子吸光度与其在硫酸链霉素加入后的吸光度的差值与硫酸卡那霉素浓度负对数的线性关系图。
图9为在加入硫酸卡那霉素前后，纳米粒子溶胶颜色变化对比图。
图10为本发明实施例步骤1)中制备的MPA-AuNPs纳米粒子在分别加入硫酸卡那霉素、硫酸新霉素、妥布霉素、硫酸链霉素、奈替米星、大观霉素、西索米星、庆大霉素、阿米卡星等9种氨基糖苷类抗生素后的表面等离子体共振吸收谱。左下角插图为上述9种抗生素与MPA-AuNPs混合后颜色变化图。
图11为本发明实施例步骤1)加入不同干扰物质后，MPA-AuNPs纳米粒子表面等离子共振吸收谱。(干扰物质分别为氯霉素、土霉素、万古霉素、红霉素、甲氧苄啶、氯四环素、恩诺沙星、诺氟沙星、氯化钠、阿莫西林、青霉素钾、克林霉素)。左下角插图为13种干扰物质与MPA-AuNPs混合后颜色变化图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
1)合成MPA-AuNPs纳米粒子；
用柠檬酸钠还原氯金酸制备AuNPs纳米粒子溶胶。在沸腾条件下，向100ml质量浓度为 0.01％的氯金酸溶液中迅速加入2ml 1％的柠檬酸钠溶液，待溶液变成红色后，持续反应30～ 60min，随后自然冷却至室温，制备粒径约为25nm的金纳米粒子溶胶(参见图1)。
通过巯基乙酸分子修饰制备MPA-AuNPs。取30ml AuNPs溶胶于洁净的烧瓶中，加入100ul 20mM的巯基乙酸(MPA)溶液。室温下200r/min搅拌30-1h，可制得经巯基乙酸修饰的金纳米溶胶(MPA-AuNPs)。AuNPs、MPA-AuNPs纳米粒子的粒径大小经过透射电子显微镜进行表征也约为25nm。(参见图1和图2)。
2)氨基糖苷类抗生素分子诱导MPA-AuNPs溶胶纳米粒子团聚
将1)合成的MPA-AuNPs加入10-5mol/L的硫酸卡那霉素、硫酸链霉素后，扫描电子显微镜进行表征(参见图2)，并扫描加入不同浓度硫酸卡那霉素后的MPA-AuNPs等离子体共振吸收谱图(见图3)。
图1为第一步制备的AuNPs、MPA-AuNPs纳米粒子的透射电子显微镜图。从图1中可以看出Au纳米粒子与MPA-AuNPs纳米粒子并无团聚，说明AuNPs、MPA-AuNPs纳米粒子性质稳定。
图2为实施例1中制备的MPA-AuNPs加入硫酸卡那霉素后的SEM图。图中A为合成的MPA-AuNPs纳米粒子，B为MPA-AuNPs加入10-5mol/L硫酸卡那霉素后的SEM图，C为 MPA-AuNPs加入10-5mol/L硫酸链霉素后的SEM图。由图可知，当加入一定浓度的硫酸卡那霉素、硫酸链霉素后，MPA-AuNPs纳米粒子发生团聚(见图B、C)，表明硫酸卡那霉素、硫酸链霉素可以诱导MPA-AuNPs纳米粒子发生团聚。
图3为实施例1中加入不同浓度的硫酸卡那霉素后的MPA-AuNPs的纳米粒子表面的等离子体共振吸收谱图。图a-d加入硫酸新霉素的浓度分别为0mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、 10-5mol/L。从图中可以看出MPA-AuNPs在523nm处有一等离子体共振吸收峰，当加入 10-7mol/L MPA-AuNPs溶胶在523nm处的等离子体共振吸收峰强度下降。当加入硫酸卡那霉素(10-6mol/L，见图c)后，MPA-AuNPs溶胶在523nm处的等离子体共振吸收峰强度下降，同时在长波长处出现一个新的吸收峰(～633nm)。当加入硫酸卡那霉素(10-5mol/L，见图d) 后，MPA-AuNPs溶胶在523nm处的等离子体共振吸收峰强度下降更多，同时在更长波长处出现一个新的吸收峰(～698nm)。这种现象表明硫酸卡那霉素与MPA-AuNPs纳米粒子存在相互作用，这种作用会诱导纳米粒子发生团聚，使MPA-AuNPs纳米粒子的尺寸及表面性质发生变化，导致MPA-AuNPs纳米粒子的表面等离子体共振等强度下降，并在长波长处又出现一个新的吸收峰。
实施例2
1)合成MPA-AuNPs纳米粒子；
用柠檬酸钠还原氯金酸制备Au纳米粒子(AuNPs)。在沸腾条件下，向100ml质量浓度为0.01％的氯金酸溶液中迅速加入2ml 1％的柠檬酸钠溶液，待溶液变成红色后，持续反应 30-50min，随后自然冷却至室温，制备粒径约为25nm的金纳米粒子溶胶(参见图1)。
通过配体交换反应制备MPA-AuNPs。取30ml AuNPs溶胶于洁净的烧瓶中，加入100ul 20mM的巯基乙酸(MPA)溶液。室温下200r/min搅拌一夜，可制得经巯基乙酸修饰的金纳米溶胶(MPA-AuNPs)。MPA-AuNPs纳米粒子的粒径大小经过透射电子显微镜进行表征也约为25nm。(参见图1和图2)。
2)MPA-AuNPs纳米粒子与硫酸卡那霉素结合最佳比
MPA-AuNPs和10-5mol/L硫酸卡那霉素按照不同的体积比混合后，测定MPA-AuNPs纳米粒子的表面等离子体共振吸收谱，确定MPA-AuNPs与硫酸卡那霉素的最佳量比。
图4是实施例2的实验结果，即固定MPA-AuNPs与硫酸卡那霉素的浓度(10-5mol/L)，控制它们的体积比，扫描MPA-AuNPs表面离子体共振吸收谱。图a～g中，MPA-AuNPs与硫酸卡那霉素的体积比分别为1︰0、1︰0.04、1︰0.06、1︰0.08、1︰0.1、1︰0.15、1︰0.2。可以看出，加入不同体积的硫酸卡那霉素后，MPA-AuNPs溶胶的表面等离子体共振吸收发生大幅度降低，当体积比为1︰0.1时，MPA-AuNPs溶胶的表面等离子体共振吸收降低幅度最大，下降约50％左右。因此，后续检测中加入MPA-AuNPs与硫酸卡那霉素的体积比固定为1 ︰0.1。
实施例3
1)合成MPA-AuNPs纳米粒子；
用柠檬酸钠还原氯金酸制备Au纳米粒子(AuNPs)。在沸腾条件下，向100ml质量浓度为0.01％的氯金酸溶液中迅速加入2ml 1％的柠檬酸钠溶液，待溶液变成红色后，持续反应30～ 50min，随后自然冷却至室温，制备粒径约为25nm的金纳米粒子溶胶(参见图1)
通过配体交换反应制备MPA-AuNPs。取30ml AuNPs溶胶于洁净的烧瓶中，加入100ul 20mM的巯基乙酸(MPA)溶液。室温下200r/min搅拌一夜，可制得经巯基乙酸修饰的金纳米溶胶(MPA-AuNPs)。MPA-AuNPs纳米粒子的粒径大小经过透射电子显微镜进行表征也约为25nm。(参见图1和图2)。
2)氨基糖苷类抗生素的定性的方法；
MPA-AuNPs溶胶分别与氨基糖苷类抗生素按照1︰0.1的体积比混合后，调节pH值在4-5之间，观察各混合液颜色。由图10的左下角插图可以看出，当加入10-5mol/L各种氨基糖苷类抗生素，包括硫酸链霉素、硫酸卡那霉素、硫酸新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星9种抗生素，MPA-AuNPs溶胶颜色在1min内由红色变为蓝色，当浓度大于等于10-5mol/l，MPA-AuNPs溶胶纳米粒子团聚沉淀，溶胶颜色在5-10min 后变为无色。
图10为实施例3的实验结果，图a～j分别为MPA-AuNPs与0mol/L抗生素，大观霉素，硫酸链霉素，硫酸卡那霉素，硫酸新霉素，妥布霉素，庆大霉素，阿米卡星，奈替米星，西索米星(均为10-5mol/l)9种氨基糖苷类抗生素按照1︰0.1的体积比混合后MPA-AuNPs的表面等离子体共振吸收谱，可以看出在523nm处表面等离子体共振吸收强度显著下降，并且在≥650nm波长处均有新的吸收峰产生。
3)氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs溶胶结合的特异性；
首先，从纳米粒子的角度，考察氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs溶胶结合的特异性。图9a为空白AuNPs溶胶的颜色，图9b为AuNPs与10-5mol/L硫酸卡那霉素混合后的溶胶颜色，图9c为空白MPA-AuNPs的溶胶颜色，图9d为MPA-AuNPs与10-5mol/L硫酸卡那霉素混合后的颜色图。由溶胶颜色对比可知，AuNPs与硫酸卡那霉素混合后溶液颜色保持不变，而MPA-AuNPs与硫酸卡那霉素混合后溶胶颜色发生明显变化，溶液由红色变为蓝色，说明硫酸卡那霉素与MPA-AuNPs结合具有特异性。
其次，从抗生素的角度，考察氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs溶胶结合的特异性。MPA-AuNPs溶胶分别与其他八大类11种抗生素分子以及一种常用盐，包括β-内酰胺类的青霉素钾、阿莫西林和磺胺类的甲氧苄啶，喹诺酮类的诺氟沙星和恩诺沙星，大环内酯类的红霉素，糖肽类的万古霉素，四环素类中的土霉素、氯四环素，氯霉素类中的氯霉素、林可酰胺类的克林霉素，以及氯化钠一种盐，按照1︰0.1的体积比混合后，扫描MPA-AuNPs的表面等离子共振吸收谱。图11a～m中按照由上到下的顺序分别MPA-AuNPs与0mol/L抗生素，氯霉素，土霉素，万古霉素，红霉素，甲氧苄啶，氯四环素，恩诺沙星，诺氟沙星，氯化钠，阿莫西林，青霉素钾，克林霉素(浓度均为10-5mol/L)。由图11的左下角插图可知，MPA-AuNPs 溶胶与干扰物质混合后没有颜色变化，在523nm处的表面等离子体共振吸收没有明显下降(稍微下降很可能是由于MPA-AuNPs纳米粒子溶胶被稀释的原因)，在≥600nm范围没有新的吸收峰产生。
从上面的特异性实验可以看出，氨基糖苷类抗生素分子对AuNPs没有响应，以及其他八类抗生素分子无法诱导MPA-AuNPs发生团聚，说明氨基糖苷类抗生素诱导MPA-AuNPs纳米粒子的团聚具有特异性，可以利用这种特异性来检测氨基糖苷类抗生素。根据MPA-AuNPs纳米粒子溶胶颜色的变化，通过肉眼进行定性分析。或者根据MPA-AuNPs纳米粒子表面等离子共振吸收强度的下降和在长波长处产生新的吸收峰，对氨基糖苷类抗生素进行快速的初筛。
4)氨基糖苷类抗生素的定性分析的范围
图5分别是加入浓度为0mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L、10- 4mol/L、 10-3mol/L硫酸卡那霉素后在2min测定的MPA-AuNPs溶胶的表面等离子体共振吸收谱。从图中可以看出MPA-AuNPs在523nm处有一等离子体共振吸收峰，且此峰的强度随着硫酸卡那霉素的浓度升高而逐渐下降，可以看出测定的卡那霉素浓度范围是10-3mol/L～10- 8mol/L。图 7是加入硫酸链霉素的浓度分别为0mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10- 5mol/L、 10-4mol/L后的MPA-AuNPs溶胶的等离子体共振吸收谱图。从图中可以看出MPA-AuNPs在 523nm处有一等离子体共振吸收峰，且此峰的强度随着硫酸链霉素的浓度升高逐渐下降，可看出测定的硫酸链霉素范围是10-3mol/L～10-8mol/L。因此，通过MPA-AuNPs溶胶的等离子体共振吸收对硫酸卡那霉素和硫酸链霉素的定性范围是10-3mol/L～10-8mol/L。
实施例4
1)合成MPA-AuNPs纳米粒子；
用柠檬酸钠还原氯金酸制备Au纳米粒子(AuNPs)。在沸腾条件下，向100ml质量浓度为0.01％的氯金酸溶液中迅速加入2ml 1％的柠檬酸钠溶液，待溶液变成红色后，持续反应30～ 50min，随后自然冷却至室温，制备粒径约为25nm的金纳米粒子溶胶(参见图1)。
通过配体交换反应制备MPA-AuNPs。取30ml AuNPs溶胶于洁净的烧瓶中，加入100ul 20mM的巯基乙酸(MPA)溶液。室温下200r/min搅拌一夜，可制得经巯基乙酸修饰的金纳米溶胶(MPA-AuNPs)。MPA-AuNPs纳米粒子的粒径大小经过透射电子显微镜进行表征也约为25nm(参见图1和图2)。
2)氨基糖苷类抗生素的半定量分析检测；
配制不同浓度的硫酸卡那霉素水溶液(10-3mol/L、10-4mol/L、10-5mol/L、10-6mol/L、 10-7mol/L、10-8mol/L)分别与MPA-AuNPs按照0.1︰1的体积比混合，观察不同浓度硫酸卡那霉素与MPA-AuNPs溶胶混合后的颜色，测定MPA-AuNPs纳米粒子的表面等离子体共振吸收谱，根据浓度对表面等离子体共振吸收强度绘制标准曲线。图5为实施例4的实验结果谱图，图6为实施例4实验结果的拟合标准曲线图。在图5中，图a～g硫酸卡那霉素的浓度分别为0mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L、10-3mol/L。
从图5的左下角插图可以看出，随着硫酸卡那霉素浓度的增加，红色的MPA-AuNPs溶胶在1min内会变成蓝色，且随抗生素浓度的增加，颜色依次加深最后变至蓝色，当浓度大于等于10-5mol/l，MPA-AuNPs溶胶纳米粒子团聚沉淀，溶胶颜色在5-10min后变为无色。因此，根据MPA-AuNPs纳米粒子溶胶颜色的变化，通过肉眼初步判断硫酸卡那霉素的大致浓度范围，对硫酸卡那霉素进行快速的初筛及半定量分析。
从图10可以看出，加入10-5mol/L的硫酸链霉素、硫酸卡那霉素、硫酸新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星，MPA-AuNPs溶胶的523nm处表面等离子体共振吸收强度减小程度基本相等，表明这一类抗生素与MPA-AuNPs溶胶的结合能力相当，因此从理论上分析表明可以利用MPA-AuNPs溶胶的表面等离子体共振下降的程度对这一类抗生素的总量进行半定量分析。
通过对两种单纯的氨基糖苷类抗生素做标准曲线进行对比，比较两者的斜率，考察是否可以用表面等离子体共振吸收的下降程度对这一类抗生素的总量进行半定量分析。图6是以硫酸卡那霉素浓度(mol/L)负对数为横坐标，以MPA-AuNPs的523nm处表面等离子体强度降低程度为纵坐标拟合的标准曲线，其中的误差棒表示标准偏差。图6中硫酸卡那霉素线性范围为10～10000nmol/l，拟合标准曲线方程为y＝-0.0412g[C/mol L-1]+0.4117，线性相关系数为R2＝0.9709，计算得到硫酸卡那霉素的检测限为10-8mol/l。图8是以硫酸链霉素浓度(mol/L) 的负对数为横坐标，以MPA-AuNPs的523nm处表面等离子体强度降低程度为纵坐标，拟合的标准曲线。图8中硫酸链霉素的线性范围为10～10000nmol/l，拟合的标准曲线方程为y＝ --0.1385g[C/mol L-1]+1.1455，线性相关系数为R2＝0.9723，计算得到硫酸链霉素的检测限为 10-8mol/l。比较两条标准曲线的斜率，在-0.04～-0.14之间，相差不大。从以上分析结果表明，两者与MPA-AuNPs溶胶结合能力类似，因此可以利用硫酸卡纳霉素或者硫酸链霉素的标准曲线，对这氨基糖苷类抗生素的总量进行半定量分析。

Claims (10)

1.氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于包括以下步骤：
1)水热合成制备金纳米粒子；
2)制备MPA-AuNPs纳米粒子；
3)氨基糖苷类抗生素分子诱导巯基乙酸修饰的金纳米粒子团聚，利用团聚后溶胶颜色改变，对氨基糖苷类抗生素分子进行分析检测；
4)氨基糖苷类抗生素分子诱导巯基乙酸修饰的金纳米粒子团聚，引起金纳米粒子表面在523nm处等离子共振吸收降低，利用团聚后尺寸改变，会伴随着在长波长处出现一个新的表面等离子体共振吸收，利用在523nm处表面等离子体共振吸收峰的降低程度与氨基糖苷类抗生素的量成正相关，对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析检测。
2.如权利要求1所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于在步骤1)中，所述水热合成制备金纳米粒子的具体方法为：用柠檬酸钠还原氯金酸制备金纳米粒子溶胶，通过控制反应物的浓度、反应时间、搅拌速度、反应温度、反应条件，在磁力搅拌器下加热回流至沸腾，迅速加入柠檬酸三钠，提高搅拌速度，继续加热回流30～60min，使其完全反应后自然冷却至室温，制得粒径均一的金纳米粒子。
3.如权利要求2所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于所述金纳米粒子为球形或椭圆形金纳米粒子，粒径为20±10nm；所述氯金酸的质量浓度为0.01％～0.06％，柠檬酸钠质量浓度分数为0.7％～1.4％，氯金酸溶液与柠檬酸钠溶液的体积比为50～100︰1；所述反应温度可在100～120℃，反应时间为30～60min，搅拌速度为1500～2000r/min。
4.如权利要求1所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于在步骤2)中，所述制备MPA-AuNPs纳米粒子的具体方法为：取AuNPs溶胶，搅拌反应时加入巯基乙酸溶液，制得MPA-AuNPs纳米粒子溶胶。
5.如权利要求4所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于所述搅拌转速为100～200r/min，反应的时间3～12h，粒径为15～30nm，所述AuNPs溶胶的体积为20～30ml，所述巯基乙酸溶液的质量浓度为10～30mM，Au纳米粒子与MPA体积比为(100～300)︰1，合成的MPA-AuNPs纳米粒子溶胶性质稳定。
6.如权利要求1所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于在步骤3)中，所述对氨基糖苷类抗生素分子进行分析检测的具体方法为：取MPA-AuNPs纳米粒子溶胶，在一定的pH条件下，加入不同体积的氨基糖苷类抗生素，MAP-AuNPs溶胶的颜色改变，且随着氨基糖苷类抗生素分子的浓度增加，溶胶颜色变化越深越明显；而其他类的抗生素及盐类等干扰物质不能使MAP-AuNPs溶胶发生颜色改变。
7.如权利要求6所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于所述氨基糖苷类抗生素分子其特征是包括链霉素、卡那霉素、新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星9种氨基糖苷类抗生素；
所述一定的pH条件是调节氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs混合溶液的pH值在4.0～5.0；
所氨基糖苷类抗生素分子的浓度范围从10-8mol/L到1mol/L，即该方法测定的浓度范围；
MPA-AuNPs与氨基糖苷类抗生素按体积比的配比可为1︰(0～0.2)。
8.如权利要求6所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于所述加入不同体积的氨基糖苷类抗生素，MAP-AuNPs溶胶的颜色改变，是指溶胶颜色由酒红色变为蓝色；当氨基糖苷类抗生素分子浓度大于等于10-5mol/l，MPA-AuNPs溶胶纳米粒子团聚沉淀，溶胶颜色在5～10min后变为无色；
所述随着氨基糖苷类抗生素分子的浓度增加，溶胶颜色变化越深越明显指的是溶胶颜色随着氨基糖苷类抗生素浓度增加，溶胶颜色由浅紫色变为深蓝色；当氨基糖苷类抗生素分子浓度大于等于10-5mol/l，MPA-AuNPs溶胶纳米粒子团聚沉淀，溶胶颜色在5～10min后变为无色；
所述其他类的抗生素及盐类等干扰物质是指其他七大类11种抗生素分子以及一种常用盐，包括β-内酰胺类的青霉素钾、阿莫西林、磺胺类的甲氧苄啶，喹诺酮类的诺氟沙星和恩诺沙星，大环内酯类的红霉素，糖肽类的万古霉素，四环素类中的土霉素、氯四环素，氯霉素类中的氯霉素、林可酰胺类的克林霉素，以及氯化钠一种盐。
9.如权利要求1所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于在步骤4)中，所述对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析检测的具体方法为：取MPA-AuNPs纳米粒子溶胶，在一定pH条件下，加入一定浓度的氨基糖苷类抗生素分子，MPA-AuNPs粒子发生团聚，金纳米粒子表面等离子体共振吸收强度降低且在长波长处出现一个新的等离子体共振吸收峰，随着氨基糖苷类抗生素的量增加，MPA-AuNPs纳米粒子溶胶发生团聚加剧，MPA-AuNPs纳米粒子溶胶表面等离子体共振吸收峰强度降低越明显，降低程度与氨基糖苷类抗生素的量成反比，可以对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析。
10.如权利要求9所述氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法，其特征在于所述氨基糖苷类抗生素分子其特征是包括链霉素、卡那霉素、新霉素、妥布霉素、庆大霉素、大观霉素、阿米卡星、西索米星、奈替米星9种氨基糖苷类抗生素；
所述一定的pH条件是调节氨基糖苷类抗生素与MPA-AuNPs混合溶液的pH值在4.0～5.0；
所述一定浓度的氨基糖苷类抗生素分子是指的浓度范围是从10-8mol/L到10-3mol/L，即该方法测定的浓度范围；
按体积比，MPA-AuNPs︰氨基糖苷类抗生素＝1︰(0～0.2)；
所述MPA-AuNPs纳米粒子溶胶的表面等离子体共振吸收是MPA-AuNPs纳米粒子溶胶在523nm波长处具有的表面等离子体共振吸收，当加入氨基糖苷类抗生素后，MPA-AuNPs纳米粒子发生团聚，在该处的表面等离子体共振吸收峰强度降低；
所述在长波长处出现一个新的等离子体共振吸收峰是指团聚后在600～750nm波长范围出现一个新峰，此峰对应着团聚后金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰；
所述引起金纳米粒子表面在523nm处等离子共振吸收降低，利用在523nm处表面等离子体共振吸收峰的降低程度与氨基糖苷类抗生素的量成正相关，对氨基糖苷类抗生素进行半定量分析检测。
CN202111662068.2A 2021-12-31 2021-12-31 氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法 Pending CN114371150A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111662068.2A CN114371150A (zh) 2021-12-31 2021-12-31 氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111662068.2A CN114371150A (zh) 2021-12-31 2021-12-31 氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114371150A true CN114371150A (zh) 2022-04-19

Family

ID=81141992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111662068.2A Pending CN114371150A (zh) 2021-12-31 2021-12-31 氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114371150A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111323592A (zh) * 2020-03-09 2020-06-23 江苏华泰疫苗工程技术研究有限公司 一种检测牛奶中庆大霉素残留方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442371A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 湖南大学 用于检测卡那霉素的检测试剂及其制备方法和应用
CN108982421A (zh) * 2018-06-15 2018-12-11 集美大学 硫酸新霉素的分析检测方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442371A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 湖南大学 用于检测卡那霉素的检测试剂及其制备方法和应用
CN108982421A (zh) * 2018-06-15 2018-12-11 集美大学 硫酸新霉素的分析检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIAYU SUN等: "Highly sensitive and selective colorimetric visualization of streptomycin in raw milk using Au nanoparticles supramolecular assembly", CHEMICAL COMMUNICATIONS, vol. 47, no. 35, pages 3 - 5 *
陈丹: "基于功能化纳米金银探针检测农兽药及真菌毒素残留的研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑, no. 2018, pages 7 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111323592A (zh) * 2020-03-09 2020-06-23 江苏华泰疫苗工程技术研究有限公司 一种检测牛奶中庆大霉素残留方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111504961B (zh) 一种基于谷胱甘肽金纳米簇的荧光植酸检测方法
Kikuchi et al. Formation of gold nanoparticles by glycolipids of Lactobacillus casei
Cai et al. Determination of lysozyme at the nanogram level in chicken egg white using resonance Rayleigh-scattering method with Cd-doped ZnSe quantum dots as probe
Zhang et al. Nitrogen-doped carbon dots derived from hawthorn for the rapid determination of chlortetracycline in pork samples
Dinç A simple and green extraction of carbon dots from sugar beet molasses: Biosensor applications
Hu et al. Aptamer-functionalized AuNPs for the high-sensitivity colorimetric detection of melamine in milk samples
Fu et al. Carbon dots and gold nanoclusters assisted construction of a ratiometric fluorescent biosensor for detection of Gram-negative bacteria
Guo et al. A concise detection strategy of Staphylococcus aureus using N-Succinyl-Chitosan-dopped bacteria-imprinted composite film and AIE fluorescence sensor
CN114371150A (zh) 氨基糖苷类9种抗生素的快速筛查分析方法
CN114774118A (zh) 一种双通道可视化多色荧光探针的制备及检测方法
Wang et al. UiO-66-NH 2 based fluorescent sensing for detection of tetracyclines in milk
Zheng et al. Rapid and selective detection of Bacillus cereus in food using cDNA-based up-conversion fluorescence spectrum copy and aptamer modified magnetic separation
CN111876148A (zh) 咪唑4,5-二羧酸修饰氮掺杂碳量子点纳米复合材料及制备方法和应用
CN112920797B (zh) N，s掺杂水溶性碳量子点及其应用
CN108982421B (zh) 硫酸新霉素的分析检测方法
Zhang et al. The dual-mode platform based on cysteamine-stabilized gold nanoparticles for the high throughput and on-site detection of bongkrekic acid
CN113418884A (zh) 一种基于DNA-AuNPs体系的比色阵列传感器及其制备方法
Peng et al. Study on the interaction between CdSe quantum dots and chitosan by scattering spectra
CN113533491A (zh) 多角星形状Au@ZnO纳米复合材料及其制备方法和应用
Wang et al. Resonance Rayleigh‐scattering spectral method for the determination of some aminoglycoside antibiotics using CdTe quantum dots as a probe
Yang et al. Detection of enrofloxacin residues in dairy products based on their fluorescence quenching effect on AgInS2 QDs
Liu et al. New application of Mn-doped ZnS quantum dots: phosphorescent sensor for the rapid screening of chloramphenicol and tetracycline residues
Cheng et al. Ferric nanoparticle-based resonance light scattering determination of DNA at nanogram levels
Li et al. A new nanosensor for the chiral recognition of cysteine enantiomers based on gold nanorods
CN110006869B (zh) 基于玉米醇溶蛋白的金纳米簇荧光探针及试纸的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination