纳米纤维基试纸用于动物源食品中氯霉素残留的可视化快速检测

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随着绿色消费理念深入人心,动物源性食品的质量安全问题已成为全民关注的焦点,这不仅关系到畜牧业的有序发展,还影响着国民生命健康。近年来,由抗生素超标引发的动物源食品安全事件频发,加强对动物源食品的监管尤为重要。氯霉素(Chloramphenicol,CAP)是由Venezuela中提取出的抗生素,后因强的毒副作用而被列为禁用药物。现有的CAP检测方法有色谱分析、微生物分析、电化学分析、免疫分析等,这些方法需外部检测设备及检测环境故难以应用于现场大规模快速检测。胶体金免疫层析技术一种成本低廉、操作简单的检测技术,可满足现场快速筛查需求,但目前市售CAP检测用胶体金免疫层析试纸(Colloidal gold immunochromatography test strip,CG-ICTS)检测效果不理想,与国标GB/T 22338—2008规定的色谱质谱联用技术相比,其检测灵敏度仍有提升空间。本文从CG-ICTS上抗原/抗体蛋白承载体和免疫反应发生处——层析膜入手,采用孔径小、比表面积大的聚乙烯醇-乙烯(Ethylene-vinyl alcohol copolymer,EVOH)纳米纤维膜替代商用硝酸纤维素(Nitrocellulose,NC)膜作层析材料以提高检测灵敏度。本文成功构建了纳米纤维基CG-ICTS,并用于动物源食品中CAP的现场快速检测,具体研究内容与结论如下:(1)通过静电纺丝技术制备了质量分数为8%、10%、12%的EVOH纳米纤维膜,再用N,N’-二琥珀酰亚胺基碳酸酯(N,N’-disuccinimidyl carbonate,DSC)进行表面改性处理。所得的三种质量分数EVOH纳米纤维膜表面光滑且纤维形态良好,改性处理后EVOH纳米纤维膜变得亲水且仍保持较高的断裂强力,可满足层析材料润湿性和高力学性能的需求。DSC改性处理使EVOH纳米纤维膜具备良好的蛋白吸附性能,其中,质量分数为8%EVOH纳米纤维膜的直径最小,比表面积最大,功能化改性后蛋白吸附量可达198.7μg/cm~2。(2)将粒径为20 nm胶体金(Colloidal gold,CG)与CAP适配体偶联形成CG@Apt复合物作CG-ICTS的金标探针。所选CG颗粒分散性好、形状均一,通过透射电镜和紫外光谱测试可观察到CAP适配体成功连接到CG粒子表面,所制备的CG@Apt具备良好的稳定性,对靶标物CAP具有特异性识别能力。按商业生产流程将不同质量分数EVOH纳米纤维膜、金标探针及其他部件组装成试纸,经过简单调试后进行初步筛选。纳米纤维基试纸的检测性能受蛋白负载量、润湿性等因素的影响,8%-DSC纳米纤维基试纸(由改性后的质量分数为8%的EVOH纳米纤维膜组装成的试纸)相较于其他试纸表现出更好的检测性能,可检测出1μg/m L的CAP。但该试纸背景较高,灵敏度仍有提升的空间。(3)通过合成高质量CG@Apt、调整试纸结合垫处理液配方并对8%-DSC纳米纤维膜进行BSA封闭处理可减小背景,增强显色信号。结合垫处理液中加入的大分子聚合物可通过降低杂质与纳米纤维膜的疏水作用而减小背景区非特异性吸附,BSA封闭处理则可直接屏蔽背景区未反应的活性位点。经过一系列优化,最终8%-DSC纳米纤维基试纸的裸眼检测限达到0.1 ng/m L,且该试纸具备选择性识别能力,有望应用于动物源食品中CAP的快速检测。
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