表面增强拉曼光谱免疫层析法的研究及其在食品安全中的应用

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近年来,基于表面增强拉曼光谱(SERS)免疫层析分析法(LFIA)受到了广泛关注。而提高SERS-LFIA灵敏度的关键在于开发新型SERS活性基底材料。本文成功制备了两种高活性的SERS基底材料,以4-巯基苯甲酸(MBA)为拉曼活性标记物,用于检测食品中的违禁物(溴布特罗、氟苯尼考、恩诺沙星)。研究内容如下:一、建立了一种SERS-LFIA用于超灵敏检测食品中溴布特罗残留。将金包银双金属纳米球(AgMBA@Au NPs)用作制备新型基底材料。将溴布特罗单克隆抗体(mAb)固定在连接了拉曼信号分子MBA的Ag@Au NPs的表面。测试线(T line)上的拉曼信号强度用于对溴布特罗的定量分析。在最佳实验条件下,检测溴布特罗的灵敏度和检出限(LOD)分别为45 pg mL-1和0.11 pg mL-1。与盐酸克伦特罗的CR为34.9%,这源于克伦特罗与溴布特罗它们的结构非常相似。与沙丁胺醇和莱克多巴胺的CR分别为0.49%和0.24%,可忽略不计。与苯乙醇胺A、苯肾上腺素、异丙肾上腺素均无交叉反应(CR)。加标样品中溴布特罗的回收率在87.3~100.2%之间,相对标准差为1.3~7.0%(n=3)。二、合成并表征了 Ag纳米三角片(Ag NTs)和金包银纳米三角片(Ag@Au NTs)。以具有尖锐的尖端和优异的SPR特性、具有较高的SERS性能的Ag@Au NTs为基底,将MBA夹在核壳层之间,并将氟苯尼考mAb固定在AgMBA@Au NTs的表面,制成免疫探针(AgMBA@Au-Ab NTs),建立了一种快速、定量、超灵敏地检测样品中氟苯尼考(florfenicol)残留的SERS-LFIA。在最佳实验条件下,检测氟苯尼考的灵敏度和LOD分别为40 pg mL-1和0.09 pg mL-1。与氯霉素、加替沙星、盐酸洛美沙星、氧氟沙星均无交叉反应,与甲砜霉素的交叉反应率为33.2%,这是由于它们的结构相似性导致的。加标样品中氟苯尼考的回收率在81.3~96.7%之间,相对标准差为0.7~1 1.3%(n=3)。三、对比前两个工作所采用的基底材料,我们发现二者均具有优异的SERS性能,但是,金包银双金属纳米球的稳定性远远优于金包银纳米三角片,且制备更简单,所以,我们尝试以金包银双金属纳米球(AgMBA@Au-Ab NPs)作为免疫探针,开发一种SERS-LFIA多组分检测食物样品中的氯霉素类抗生素(氟苯尼考、甲砜霉素)和恩诺沙星的残留。检测氟苯尼考的IC50为0.22 ngmL-1,LOD为0.06 ngmL-1,与甲砜霉素的交叉率为48.9%,可作为甲砜霉素的筛选手段;检测恩诺沙星的IC50为0.26 ngmL-1,LOD为0.02 ngmL-1。在猪肉加标回收实验中,氟苯尼考和恩诺沙星的回收率为83.9~101.8%,相对标准偏差为2.4~7.1%。基于Ag@Au NPs和Ag@Au NTs两种贵金属纳米材料,本研究所建立的SERS-LFIA具有成本低、携带方便、操作时间短、灵敏度高等优点,在食品安全检验及临床诊断、环境监测等领域具有广阔的应用前景。
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