基于银纳米颗粒与铜(II)离子的比色传感策略用于食品及生物样本中头孢唑啉的高灵敏检测

本研究发现银纳米颗粒（AgNPs）与Cu(II)协同作用可显著增强头孢唑啉（CFZ）诱导的纳米颗粒聚集效应，实现溶液颜色从黄到粉红的可视化转变。该方法通过表面等离子共振（SPR）光谱变化（400 nm衰减/515 nm新峰生成）实现对CFZ的超高灵敏检测（线性范围10.0–200.0 ng mL?1，检测限1.6 ng mL?1），在食品、血清及尿液样本中均展现优异适用性，为β-内酰胺抗生素残留监测提供了高效低成本解决方案。

　　

Materials and instruments

本研究使用所有化学品均为高分析纯度，未经进一步纯化直接使用，全程实验采用去离子水。头孢唑啉钠粉末购自Sigma-Aldrich。其他化学品包括硝酸（HNO₃）、氢氧化钠（NaOH）、硝酸银与硼氢化钠（德国Merck公司），乙腈（英国Romill公司）以及铜(II)标准溶液（源自三水合硝酸铜，比利时Chem-lab公司）。珀金埃尔紫外-可见分光光度计用于光谱表征。

Results and discussion

头孢唑啉（CFZ）分子结构（图1）含氮（N）与硫（S）原子，可引发银纳米颗粒（AgNPs）聚集。如图1所示，纳米颗粒与CFZ混合溶液仅呈现微弱颜色变化，表明CFZ单独存在时对AgNPs的聚集诱导效应较弱。近年来多项研究表明，头孢菌素类（尤其是CFZ）与多种金属离子可形成复合物，其中铜(II)（Cu(II)）被普遍认定为最优金属配位离子——

Conclusions

本研究成功开发了一种简单灵敏的比色法用于头孢唑啉检测，并有效应用于生物样本分析。该方法依托银纳米颗粒（AgNPs）的表面等离子共振（SPR）特性，以及CFZ与Cu(II)共存时引发的AgNPs聚集现象。此聚集过程导致溶液颜色从黄色变为粉红色，肉眼可见。表3对比了本方法与既往报道方法的性能参数（此处省略具体数据），凸显本策略在检测灵敏度、操作便捷性及实际样本适用性方面的优势。