[发明专利]基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统

说明书

本发明公开了基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统，以食品中残留抗生素为研究对象，以分子门控传感体系为支撑、表面增强拉曼光谱技术为基础，以信息智能化处理为特色，依次实现多孔纳米仿生配位聚合物有机框架构建、纳米尺度下信号探针精确固载及可控释放、功能核酸适配体捕捉探针‑多孔纳米配位聚合物杂交组装门控界面构筑，将功能核酸传感通路设计与仿生纳米孔道相结合，构建特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器。本发明融合纳米仿生孔道通路设计、信号探针精确固载与可控释放、功能化适体生物传感、多重刺激分子门控响应传感，构建快速、准确、可靠的便携式智能化检测方法及系统。

技术领域

本发明属于分子门控SERS传感体系领域，尤其是公开了一种基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统。

背景技术

随着国民经济的快速发展，人们对饮食的要求不断提高，健康食品消费随之快速增长，为促进我国农业产业结构调整、增加农民收入、改善人民膳食结构和营养水平发挥了重要作用。但是，近年来的食品质量安全事件层出不穷，其中，由于饲养环境污染、饲料掺药和不规范的饲养管理等因素导致的乳品及动物源性食品中抗生素残留问题尤为严重且存在广泛。在养殖业中由于抗生素的滥用和不遵从停药期规定，其可在肝肾组织富积并随乳汁分泌而排泄，并随食物链流入人体，其最明显的残留毒性是诱导耐药菌株的产生。为了保护国民健康，美国、欧盟和日本等世界许多国家均对乳制品中常见抗生素残留制定了限量标准。只有不断发展快速、准确、高灵敏度的检测方法，才能满足日趋严格的残留限量要求。

常规的抗生素检测法主要有：微生物法、仪器分析法、免疫学检测法。其中，微生物法主要是利用抗生素对特定微生物生理机能和代谢繁殖的抑制作用，根据抑菌圈的大小来确定抗生素残留的含量。该方法虽然操作简单、成本低，但是检测周期长，敏感性差，易受其他抗生素干扰，因此不能满足微量检测的要求。仪器分析法主要是利用抗生素分子中特定基团所具有的特殊性质来进行定量测定，包括色谱法和色谱-质谱联用法。该方法可以实现高灵敏检测，但存在检测程序复杂、所需仪器设备昂贵并且需要专业人员操作等不足。因此，目前只用于实验室样品测定，难以大规模推广。免疫检测方法是根据特定抗生素的抗原与抗体间的特异性结合，利用显色反应实现定量检测的方法。免疫反应特异性强、灵敏度高，非常适合于复杂体系中某种特定的痕量组分的检测。但是免疫测定法也有其局限性，如不具备多残留分析能力；同类抗生素结构相似，若抗体分子特异性不高，会造成假阳性结果，而且作为标记物的酶分子其性质不稳定也造成检测结果重复性差、灵敏度低等问题。因此，要建立一种灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强的乳品抗生素残留检测方法，需要进一步改善食品前处理方法和检测体系的灵敏度。

近年来，农产品无损检测技术异军突起，以其特有的操作简单、检测速度快且易实现现场检测等优势，已成为当前农产品加工领域研究的热点，利用纳米材料构建生物传感平台也取得了很大的进展和发展。一系列新型纳米材料，如二硫化钼(MoS₂)、聚多巴胺纳米管(PDANTs)、氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)、介孔二氧化硅(MSNs)等一些新型有机聚合物框架材料已被开发并应用于SERS检测食品农产品污染成分等领域。刺激响应多孔材料具有高比表面积和独特的孔隙结构，吸引了大量的研究兴趣。Dehghani等人开发了基于dsDNA包封的MSN-N₃的无标记适配体传感器，用于卡那霉素的测定。Tan等人设计了一种基于MCMs-NH₂-Apt的新型荧光适应传感器用于检测AFB1,以Rh6G为信号探针，通过释放Rh6G可检测AFB1,LOD为0.13ng mL。介孔二氧化硅由于其承载能力大、孔径可调、无毒、生物相容性和易功能化等优点，是被广泛探索的用于分子门控生物传感器的多孔材料。