基于polyA-T介导的金纳米粒子比色与廷德尔效应双模传感检测阿莫西林

《Microchemical Journal》：Poly-adenine-thymine-mediated gold nanoparticle-based colorimetric and Tyndall effect dual-mode sensing of amoxicillin

本研究针对阿莫西林(AMX)在水环境中检测的挑战，开发了一种基于聚腺嘌呤-胸腺嘧啶(polyA-T)介导的适配体修饰金纳米粒子(AuNPs)的双模传感平台。通过AMX与适配体结合诱导AuNPs聚集状态变化，实现了25-400 nM线性范围的比色法(LOD=22.58 nM)和廷德尔效应法(LOD=16.75 nM)检测。该技术为抗生素残留监测提供了自验证、高灵敏的现场检测新方法。

　　

随着抗生素的广泛使用，阿莫西林等药物残留对水环境和公众健康构成严重威胁。传统检测技术如液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)虽精度高但成本昂贵、操作繁琐，亟需开发快速经济的现场检测方法。近期发表于《Microchemical Journal》的研究提出了一种创新解决方案——基于聚腺嘌呤-胸腺嘧啶(polyA-T)介导的金纳米粒子比色与廷德尔效应(Tyndall effect, TE)双模传感技术。

本研究采用polyA-T嵌段核苷酸连接阿莫西林适配体与金纳米粒子，构建智能探针。当阿莫西林存在时，适配体折叠增强金纳米粒子抗聚集稳定性；无目标物时则发生盐诱导聚集。通过定制便携式光谱仪同步监测溶液吸光度和635 nm激光激发下的散射信号，实现双模式检测。关键技术包括金纳米粒子探针设计、polyA-T锚定策略、盐诱导聚集优化以及双信号采集系统。

材料和方法

研究通过柠檬酸钠还原法合成13 nm金纳米粒子，设计含polyA(15碱基)、polyT(5碱基)和AMX适配体的三嵌段核苷酸。探针通过polyA与金表面特异性结合，polyT间隔基促进适配体直立构象。采用紫外可见分光光度计和定制光谱仪表征聚集行为，优化MgCl₂浓度为12.5 mM作为聚集诱导条件。

原理验证

透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)证实：无AMX时探针严重聚集，加入400 nM AMX后颗粒保持分散。Zeta电位显示适配体折叠使表面电位从-28.9 mV降至-34.7 mV，增强静电排斥力。聚丙烯酰胺凝胶电泳验证探针构象变化，圆二色谱证实适配体从无序卷曲转变为有序结构。

分析性能

比色法在400-700 nm监测吸光度比值(A₅₂₀/A₆₅₀)，TE法检测散射强度。两者均在25-400 nM呈线性响应，TE法灵敏度提高约1.3倍。实际水样加标回收率为94.2%-106.8%，对四环素等6种结构类似抗生素呈现高选择性。

实际样品检测

采集长江重庆段水样，经0.22 μm滤膜预处理后检测。加标100 nM AMX的回收率98.4%，证实方法抗基质干扰能力。与HPLC对比结果无显著差异(p>0.05)，验证可靠性。

该研究创新性地将polyA锚定策略与双模检测结合，解决了传统比色法灵敏度不足的瓶颈。廷德尔效应模式的引入不仅提升检测限，更通过信号自校验机制增强结果可靠性。所开发的便携式光谱仪为现场快速筛查提供实用工具，该平台可通过更换适配体扩展至其他抗生素检测，在水环境监测和食品安全领域具有广阔应用前景。