基于荧光共振能量转移快速检测食品中的四环素

桂丽娟，梁紫璐，罗永文，等.基于荧光共振能量转移快速检测食品中的四环素类药物[J].食品研究与开发，2021，42（8）：119-126.

GUI Lijuan，LIANG Zilu，LUO Yongwen，et al.Rapid Detection of Residues of Tetracyclines in Food Based on Fluorescence Resonance Energy Transfer Immunoassay[J].Food Research and Development，2021，42（8）：119-126.

四环素类药物（tetracyclines，TCs）是一类天然或半合成的抗生素，对多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有良好的抑菌作用[1-2]。TCs是一种广谱抗生素，常用的包括金霉素、土霉素、四环素和强力霉素[3]，因其成本低廉，已被广泛用于禽畜养殖业以预防和治疗疾病，还常添加在饲料中以达到促进生长的目的[4]。随着禽畜养殖业规模化，TCs的广泛和不规则使用，使得TCs的耐药现象日益严重，对动物和人类健康构成潜在的危害，如过敏、肠胃不适及牙齿色素沉着等[5-6]。因此，为了更好地监测TCs的使用和残留，有必要建立一种检测食品中残留TCs的有效方法。

食品中TCs的检测方法有高效液相色谱法[7-8]、液相色谱-串联质谱[9-10]、毛细管电泳[11-12]、酶联免疫检测法和其它生物免疫反应检测法等[13-14]。酶联免疫检测法因易受干扰、不够灵敏常导致结果不够准确[15]，而高效液相色谱法和液相色谱-串联质谱等方法通常要求测试样品在处理之前首先被提取、纯化、浓缩和衍生化，比较复杂，费时费力且成本高，以及需要大型昂贵的仪器和专业的技术人员等[16-17]，不利于快速、灵敏的检测目标物，因此，建立一种快速、灵敏和稳定的TCs检测方法对于食品安全和质量监测具有重要意义。

上转换发光纳米技术（upconversion fluorescence nanoparticles technology，UPNT）是一种基于上转换发光纳米颗粒（upconverting nanoparticles，UCNPs）的新技术，利用了反斯托克斯发光效应的原理[18-19]，形成离子和离子之间的能量等级跃迁。UCNPs是一种新型的荧光材料，能够将长波激发光转换为短波发射光[20]，不仅具有独特的光学和化学性质，还具有低毒性、低背景荧光和反斯托克斯位移等特性[21]，被广泛用于医学生物学、生物成像、光动力治疗和食品安全等领域[22-24]。但是，由于UCNPs的表面没有亲水性和活性基团，仍不能扩展到某些生物分子的检测，无法与生物分子很好地结合及鉴定，而当UCNPs的结构或构象发生变化后，可作为能量供体用于荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer，FRET）[25-26]。FRET是一个非辐射过程，供体的荧光基团与受体的荧光基团的吸收光谱有一定的重叠时，出现荧光能量由供体向受体转移的现象，从而引起荧光淬灭[26-27]。为了提高FRET的效率和灵敏度，合适的能量受体也被需要，常见的能量受体包括贵金属纳米粒子、有机染料和半导体纳米材料等[27-28]，其中金纳米颗粒（gold nanoparticles，GNPs）因具有良好的荧光淬灭能力被广泛应用[29]。基于UCNPs和GNPs所构建的FRET体系已被用于检测各种目标物[30-31]，但用于检测食品中TCs的研究仍然有限[32]。因此，本文尝试利用UCNPs和GNPs构建FRET模型，通过荧光淬灭的恢复程度对牛奶中的TCs进行定量检测。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

氧化钇（99.99%）、氧化镱（99.99%）、氧化铒（99.99%）、氢氧化钠（NaOH）、氟化钠（NaF）、柠檬酸钠、正硅酸乙酯（tetraethyl orthosilicate，TEOS）、3-氨丙基三乙氧基硅烷（3-amino propyltriethoxysilane，APTES）、正丙醇、无水乙醇（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；氯金酸（HAuCl4，Au≥47.5%）、聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone，PVP，平均分子量 58 000）、三羟甲基氨基甲烷（Tris）、溴化钾压片、硼氢化钠（NaBH4，99%）、牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA，生物试剂）、戊二醛（25%，生物试剂）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；四环素类药物抗体（TCs Ab，-20℃保存）、四环素类抗原（TCs Ag-BSA，-20℃保存）、四环素（tetracycline，TC）、强力霉素（doxycycline，DO）：美国 Sigma-Aldrich 公司；0.01 mol/L 磷酸盐缓冲溶液（phosphate buffered saline，PBS）：广东药科大学食品科学学院食品楼204实验室自制。

1.2 主要仪器和设备

XD-2X/M4600型号X射线衍射仪（X-ray diffraction，XRD）：北京普析通用仪器有限公司；Nova Nano SEM 430场发射扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）：荷兰 FEI公司；JEM-2100F型号透射电子显微镜（transmission electron microscope，TEM）：日本电子株式会社；TRIAX 320光谱仪（配备有R928光电倍增管探测器）：法国HORIBA Jobin Yvon公司；976 nm激光二极管：美国Coherent Corp公司；UV-2100紫外分光光度计：日本Shimadzu公司；Nicolet iS5傅立叶变换红外光谱仪：美国Thermo Fisher公司。

文章来源：《无损检测》 网址: http://www.wsjczzs.cn/qikandaodu/2021/0625/568.html