基于金-铂核壳纳米酶免疫层析试纸条快速检测禽鱼中氧氟沙星残留的创新方法

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.0

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  为解决食品中抗生素残留引发的安全问题,研究人员开发了基于金核铂壳纳米酶(Au@Pt NPs)的免疫层析试纸条,用于快速检测禽类和鱼类中的氧氟沙星(OFL)。该研究通过优化纳米酶催化效率,构建了灵敏度达0.017 ng/mL的检测系统,5-7分钟即可完成检测,回收率达73.90%-123.37%,为食品安全监测提供了高效技术手段。

  

抗生素滥用导致的食品安全问题日益严峻,氧氟沙星(OFL)作为第三代喹诺酮类抗生素,虽具有广谱抗菌性,但其在动物源性食品中的残留可能引发人类神经系统、生殖系统等多器官不良反应。尽管中日等国已制定50 μg/kg(禽类)和2 μg/kg(鱼类)的最大残留限量(MRL),但现有检测方法如微生物法耗时、仪器分析法成本高,而传统免疫分析法又存在灵敏度不足的缺陷。

上海市农业科学院等单位的研究团队创新性地将金-铂核壳纳米材料(Au@Pt NPs)引入免疫检测体系,通过25 nm金核与6层铂壳的精准构建,使纳米酶获得3.40×105
的催化效率(Kcat
/Km
)。基于此开发的免疫层析试纸条实现了0.017 ng/mL的检测限,较常规ELISA方法灵敏度提升近1倍,且检测时间缩短至7分钟内。该成果发表于《Journal of Food Composition and Analysis》,为食品安全监管提供了革命性技术方案。

关键技术包括:1) 逐层种子生长法合成Au@Pt NPs;2) 动力学参数测定(米氏常数Km
0.41±0.04);3) 间接竞争ELISA(ic-ELISA)构建;4) 免疫层析试纸条优化;5) 实际样本(市售鸡肉和鱼类)验证。

【Characterization of Au@Pt NPs】
透射电镜显示,调节还原剂浓度可控制金纳米颗粒尺寸(15-25 nm),铂壳层数显著影响过氧化物酶样活性。最优化的25 nm金核+6层铂壳结构,其催化效率达3.40×105
,较天然辣根过氧化物酶(HRP)提升2个数量级。

【免疫检测性能】
ic-ELISA线性范围0.2-7.35 ng/mL,IC50
为0.96 ng/mL;免疫层析试纸条检测范围0.060-4.512 ng/mL,IC50
降至0.521 ng/mL。实际样本检测中,鱼类回收率86.48%-116.96%,禽类73.90%-123.37%,相对标准偏差(RSD)均<20%,证实方法可靠性。

该研究通过纳米酶信号放大技术,突破了传统免疫分析法的灵敏度瓶颈。所开发的试纸条操作简便,适合现场检测,其检测限远低于中国国家标准(GB 31650.1-2022)规定的MRL值,可有效监控养殖环节违规用药。研究团队Jiangxiong Zhu等提出的核壳结构精准调控策略,为其他小分子污染物检测提供了普适性技术框架。

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