二氧化硅包覆的银纳米颗粒AgNPs作为MEF材料检测四环素类抗生素

Tc是一种广谱四环素类抗生素。Tc广泛用于动物疾病的预防和治疗。但是滥用会严重影响人体健康。近年来有许多方便快速的方法如微生物检测,物理化学方法,免疫测定等用于Tc残留物的检测。然而这些方法或多或少存在着特异性差、仪器价格昂贵、操作复杂、使用成本高等问题。本文合成了一种基于适体识别的核壳荧光纳米颗粒用于检测牛奶中的Tc。

二氧化硅包覆的银纳米颗粒AgNPs作为MEF材料检测四环素类抗生素

图1:基于夹心结构的核壳纳米颗粒的构建与Tc的识别

如上图1中所示,首先用柠檬酸钠还原硝酸银制备了粒径约为43nm的纳米银颗粒,随后将TEOS在氨水的催化使银颗粒表面涂覆一层厚度可控的二氧化硅壳层,选用合适的距离达到金属荧光增强(MEF)效果。作为信号探针选用了量子点,使用氨基功能化Ag@SiO2后通过氨基羧基生成酰胺键将量子点固定在纳米颗粒表面。与之类似的将氨基功能化的适配体接枝到含有羧基的量子点上。当适配体捕获Tc靶标后量子点的荧光强度将显著改变。

二氧化硅包覆的银纳米颗粒AgNPs作为MEF材料检测四环素类抗生素

图2:MEF效应验证

根据其他研究表明MEF的成功与否取决于荧光分子的发射或激发波长是否与AuNPs的等离子体共振峰重叠。图2A中a为AgNPs,b为Ag@SiO2,c为QDs紫外吸收,d为QDs荧光发射。可以发现Ag胶体和Ag@SiO2纳米颗粒在408 nm处具有很强的吸收带。CdTe QD的较大吸收波长为365 nm,荧光发射波长为539 nm(λex = 400 nm)。结果表明,等离子体共振波长的吸收在CdTe QDs的吸收波长和荧光发射波长之间,可以获得较佳的荧光增强。量子点与金属纳米粒子之间的距离对增强荧光有显着影响。通过改变TEOS的量来控制二氧化硅壳的厚度,获得在6至25nm范围内的各种厚度的二氧化硅间隔物。二氧化硅间隔层厚度为9 nm的Ag@SiO2/QD纳米粒子具有较强的荧光发射强度,比没有银芯的对照样品高3.9倍。

二氧化硅包覆的银纳米颗粒AgNPs作为MEF材料检测四环素类抗生素

图3:优化四环素的检测条件以获得最佳荧光效果

为了获得检测Tc的较佳条件,首先研究了系统的荧光稳定性。在0、6、12、24、36、48、60和72 h处测量了系统纳米探针的荧光。结果证明该体系荧光强度受时间的影响不大。考虑pH在2到11之间的影响。如图B,溶液中pH值对荧光强度有重要的影响,在中性介质中具有较大的荧光强度。这主要因为在酸性介质中羧基的质子化或在碱性介质中的氢氧根离子的质子化导致MPA封端的CdTe纳米颗粒被破坏。从图C中可以发现系统的荧光强度从17到52°C波动不大,这表明该体系可以在正常温度范围内稳定地存储和使用。除此之外测试了孵育时间对系统的影响。Ag@SiO2/QDs-Apt与Tc溶液孵育后,荧光强度表现出明显的荧光猝灭在30分钟内达到较低点(图D)。因此,在之后的实验中选择30分钟作为孵育时间。

二氧化硅包覆的银纳米颗粒AgNPs作为MEF材料检测四环素类抗生素

二氧化硅包覆的银纳米颗粒AgNPs作为MEF材料检测四环素类抗生素

图4:传感器对靶标的分析性能

从图4A中可看出,随着Tc浓度的递增,该荧光纳米颗粒的荧光强度逐渐被猝灭。在较大发射波长处没有明显的偏移。与Ag@SiO2/QD相比,Ag @SiO2/QD-Apt的荧光猝灭率明显更高,这表明适体修饰增加了探针与Tc之间的亲和力。Ag@SiO2/QD-Apt的荧光强度与Tc的浓度具有良好的线性关系。得到相应的线性回归方程(Y =5007.52–11.10× CTc)。检测限(LOD)为16.2 nM。

为了验证该传感平台的选择性,分别选用了牛奶中可能存在的干扰物如葡萄糖,乳糖,1-谷氨酸和牛血清白蛋白验证了该体系的选择性,结果证明了与添加一定量的Tc溶液相比,另一种物质几乎不会干扰探针的荧光。还使用Ag@SiO2/QDs-Apt在真实样品(预处理的牛奶)中对Tc进行了定量分析。将四个加标水平的Tc添加到纯牛奶样品中,然后用乙腈处理牛奶之后去除蛋白质,该传感器表现出良好的回收率(96.50~101.80%)

我们有零维/一维/二维/三维四个分类来提供几千种纳米材料,材料的材质包含金属纳米材料和非金属纳米材料以及他们的氧化物或碳化物及复合定制等等,粒径从5纳米-2000纳米均可选择。

相关定制合成:

纳米金(Au)包被瘦肉精-牛血清蛋白(CLB-BSA)
纳米金修饰羧甲基壳聚糖
纳米金修饰乙酰胆碱酯酶
柔红霉素修饰的纳米金
金纳米颗粒复合材料(ssDNA-AuNPs);Hyaluronic Acid-DNA透明质酸修饰脱氧核糖核酸
二氧化硅包裹金纳米颗粒
氨基、羧基功能化的纳米金试剂
PEG包裹的纳米金颗粒(PEG末端链接不同基团)
BSA包裹的纳米金颗粒
葡聚糖包裹的纳米金颗粒
氨基功能化的金纳米粒子
羧基功能化的金纳米粒子
聚乙烯亚胺包裹纳米金(PEI-nanogold)
氧化气氛下氧化钛包裹金纳米颗粒
金纳米离子包裹二氧化硅壳核材料
红细胞膜包被金纳米颗粒
11-巯基十一烷酸包裹的金纳米颗粒
单分散性PEG修饰金纳米颗粒
纳米金颗粒标记外泌体
葡萄糖包被的纳米金颗粒(Gold Nanoparticle, GNP)
纳米金颗粒标记外泌体
氧化硅修饰的纳米金
D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-alanyl-D-alanine,DADA)修饰金纳米颗粒(Au_DADA)复合材料
四面体DNA修饰金纳米颗粒上合成Au-TDNNs复合材料
精氨酸/氨基酸修饰金纳米颗粒
富勒醇修饰的金纳米颗粒
肽修饰的金纳米颗粒
FITC/羧基官能化修饰金纳米颗粒
CY3/FITC/马来酰亚胺功能化金纳米颗粒
CY3和羧基官能化金纳米颗粒
FITC和叠氮功能化金纳米颗粒
Cy3和NHS功能化金纳米颗粒
FITC和甲基功能化金纳米颗粒
FITC和生物素功能化金纳米颗粒
Cy3和蛋白A功能化金纳米颗粒
金纳米粒子修饰黑磷纳米片
精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸RGD修饰的金纳米颗粒
三缩乙二醇聚谷氨酸酯修饰金纳米颗粒
氨基糖修饰金纳米颗粒复合材料
钯原子Pd修饰Au纳米粒子
谷胱甘肽包裹的银纳米粒子AgNPs (GS-AgNPs)复合材料
柠檬酸根修饰的银纳米颗粒
月桂酸钠修饰纳米银颗粒
聚苯乙烯包覆银纳米颗粒
有机酸银包覆纳米银颗粒
聚乙烯亚胺(PEI)功能化的银纳米颗粒
银纳米颗粒包裹二氧化硅微球粉末
硫醇包裹的银纳米粒子
纳米银颗粒包裹碳纳米管材料(CNTs@Ag)
纳米银包裹的聚苯乙烯微球(PS)复合材料
纳米银修饰的聚偏氟乙烯纳米纤维
二氧化硅包覆的银纳米颗粒
银纳米颗粒(AgNP)标记AFB 1-牛血清白蛋白(AFB 1 -BSA )共轭物
改性金属-有机骨架(MOF)/银纳米粒子(AgNPs)/核桃壳生物质碳(BC)的纳米复合材料BC/Cr2O3/Ag
银纳米颗粒(AgNPs)改性的聚酰胺(TFC-FO)膜
银纳米颗粒修饰的还原氧化石墨烯(Ag-rGO)
β-环糊精修饰的银纳米颗粒
 

 

zzj 2021.3.18

 

 

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