Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện Tetracycline cao cụ thể và nhanh chóng bằng phương pháp màu quang học trên cơ sở kiểm soát sự tập hợp của các hạt nano bạc
Tóm tắt
Tàn dư tetracycline (TET) tồn tại trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và gây nguy hiểm cho sức khỏe. Để phát hiện tetracycline một cách nhanh chóng và trực quan, chúng tôi đã thiết kế một cảm biến màu quang học dựa trên aptamer (Apt) nhằm kiểm soát sự tập hợp của các hạt nano bạc (AgNPs). Apt được hấp phụ trên bề mặt của AgNPs để bảo vệ AgNPs khỏi sự ảnh hưởng của muối và duy trì trạng thái phân tán. Màu của dung dịch có màu vàng sáng. Khi có mặt TET, Apt được giải hấp khỏi bề mặt của AgNPs và liên kết mạnh mẽ với TET để tạo thành một cấu trúc cứng. Các AgNPs không có sự bảo vệ của Apt đã tập hợp lại dưới tác động của muối, và màu sắc của chúng chuyển sang hồng. Bằng cách so sánh ba Apt của TET với các chiều dài chuỗi khác nhau, chúng tôi phát hiện rằng Apt ngắn nhất có hiệu quả tốt nhất trong việc ổn định AgNPs. Cảm biến aptamer được xây dựng dựa trên cơ chế này không chỉ nhạy và nhanh chóng mà còn có tính cụ thể cao và không phản ứng với các chất tương tự TET (chlortetracycline (CTC) và oxytetracycline (OTC)). Dưới các điều kiện tổn hại tốt nhất, khoảng tuyến tính của cảm biến là từ 40-480 nM, và giới hạn phát hiện là 4.33 nM. Phương pháp này được sử dụng trong việc phát hiện thực tế các viên thuốc và mẫu sữa, với tỷ lệ phục hồi cao và sai số tương đối nhỏ. Điều này chứng minh tiềm năng của cảm biến aptamer trong kiểm tra an toàn thực phẩm.
Từ khóa
#Tetracycline #cảm biến aptamer #hạt nano bạc #phát hiện nhanh #an toàn thực phẩmTài liệu tham khảo
Caniça M, Manageiro V, Abriouel H, Moran-Gilad J (2019) CMAP franz antibiotic resistance in foodborne bacteria. Trends Food Sci Tech 84:41–44. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2018.08.001
Wang W, Gao M, Cao M, Liu X, Yang H, Li Y (2021) A series of novel carbohydrate-based carbon adsorbents were synthesized by self-propagating combustion for tetracycline removal. Bioresour Technol 332:125059. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125059
Yang Y, Yin S, Li Y, Lu D, Zhang J, Sun C (2017) Application of aptamers in detection and chromatographic purification of antibiotics in different matrices. Trends Anal Chem 95:1–22. https://doi.org/10.1016/j.trac.2017.07.023
Hu X, Zhao Y, Dong J, Liu C, Qi Y, Fang G et al (2021) A strong blue fluorescent nanoprobe based on Mg/N co-doped carbon dots coupled with molecularly imprinted polymer for ultrasensitive and highly selective detection of tetracycline in animal-derived foods. Sens Actuators B Chem. https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.129809
Ma Q, Wang Y, Jia J, Xiang Y (2018) Colorimetric aptasensors for determination of tobramycin in milk and chicken eggs based on DNA and gold nanoparticles. Food Chem 249:98–103. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.01.022
Ramezani M, Mohammad Danesh N, Lavaee P, Abnous K, Mohammad Taghdisi S (2015) A novel colorimetric triple-helix molecular switch aptasensor for ultrasensitive detection of tetracycline. Biosens Bioelectron 70:181–187. https://doi.org/10.1016/j.bios.2015.03.040
Hou J, Zhang H, Yang Q, Li M, Jiang L, Song Y (2015) Hydrophilic-hydrophobic patterned molecularly imprinted photonic crystal sensors for high-sensitive colorimetric detection of tetracycline. Small 11:2738–2742. https://doi.org/10.1002/smll.201403640
Nagel OG, Molina MP, Althaus RL (2011) Optimization of bioassay for tetracycline detection in milk by means of chemometric techniques. Lett Appl Microbiol 52:245–252. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2010.02990.x
Liu Y, Yang H, Yang S, Hu Q, Cheng H, Liu H et al (2013) High-performance liquid chromatography using pressurized liquid extraction for the determination of seven tetracyclines in egg, fish and shrimp. J Chromatogr B Anal Technol Biomed Life Sci 917–918:11–17. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2012.12.036
Wang L, Yang H, Zhang C, Mo Y, Lu X (2008) Determination of oxytetracycline, tetracycline and chloramphenicol antibiotics in animal feeds using subcritical water extraction and high performance liquid chromatography. Anal Chim Acta 619:54–58. https://doi.org/10.1016/j.aca.2008.01.026
Kowalski P (2008) Capillary electrophoretic method for the simultaneous determination of tetracycline residues in fish samples. J Pharm Biomed Anal 47:487–493. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2008.01.036
Gai P, Chengcheng Gu, Hou T, Li F (2017) Ultrasensitive self-powered aptasensor based on enzyme biofuel cell and DNA bioconjugate: a facile and powerful tool for antibiotic residue detection. Anal Chem 89:2163–2169. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6b05109
Kong HY, Byun J (2013) Nucleic acid aptamers: new methods for selection, stabilization, and application in biomedical science. Biomol Ther 21:423–434. https://doi.org/10.4062/biomolther.2013.085
Song KM, Lee S, Ban C (2012) Aptamers and their biological applications. Sensors 12:612–631. https://doi.org/10.3390/s120100612
Xing H, Wong NY, Xiang Y, Lu Y (2012) DNA aptamer functionalized nanomaterials for intracellular analysis, cancer cell imaging and drug delivery. Curr Opin Chem Biol 16:429–435. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2012.03.016
Huang Y-F, Lin Y-W, Lin Z-H, Chang H-T (2008) Aptamer-modified gold nanoparticles for targeting breast cancer cells through light scattering. J Nanoparticle Res 11:775–783. https://doi.org/10.1007/s11051-008-9424-x
Iliuk AB, Hu L, Tao WA (2011) Aptamer in bioanalytical applications. Anal Chem 83:4440–4452. https://doi.org/10.1021/ac201057w
Mayer KM, Hafner JH (2011) Localized surface plasmon resonance sensors. Chem Rev 111:3828–3857. https://doi.org/10.1021/cr100313v
Radom F, Jurek PM, Mazurek MP, Otlewski J, Jelen F (2013) Aptamers: molecules of great potential. Biotechnol Adv 31:1260–1274. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2013.04.007
Famulok M, Mayer G (2011) Aptamer modules as sensors and detectors. Acc Chem Res 44:1349–1358. https://doi.org/10.1021/ar2000293
Stewart ME, Anderton CR, Thompson LB, Maria J, Gray SK, Rogers JA et al (2008) Nanostructured plasmonic sensors. Chem Rev 108:494–521. https://doi.org/10.1021/cr068126n
Song S, Qin Y, He Y, Huang Q, Fan C, Chen HY (2010) Functional nanoprobes for ultrasensitive detection of biomolecules. Chem Soc Rev 39:4234–4243. https://doi.org/10.1039/c000682n
Thaxton CS, Elghanian R, Thomas AD et al (2009) Nanoparticle-based bio-barcode assay redefines “undetectable” PSA and biochemical recurrence after radical prostatectomy. Proc Natl Acad Sci USA 106:18437–18442. https://doi.org/10.1073/pnas.0904719106
Toon R, Charanyarut S, Thanyapit T, Saovanee L, Phunlerd P, Mathirut M et al (2021) Development of loop-mediated isothermal amplifcation (LAMP) assay using SYBR safe and gold-nanoparticle probe for detection of Leishmania in HIV patients. Sci Rep 11(1):12152. https://doi.org/10.1038/s41598-021-91540-5
Li H, Li F, Han C, Cui Z, Xie G, Zhang A (2010) Highly sensitive and selective tryptophan colorimetric sensor based on 4,4-bipyridine-functionalized silver nanoparticles. Sens Actuators B Chem 145:194–199. https://doi.org/10.1016/j.snb.2009.11.062
Zhang Z, Tian Y, Huang P, Wu FY (2020) Using target-specific aptamers to enhance the peroxidase-like activity of gold nanoclusters for colorimetric detection of tetracycline antibiotics. Talanta 208:120342. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.120342
Javidi M, Housaindokht MR, Verdian A, Razavizadeh BM (2018) Detection of chloramphenicol using a novel apta-sensing platform based on aptamer terminal-lock in milk samples. Anal Chim Acta 1039:116–123. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.07.041
Alkahtani S (2020) A Silver nanoparticles conjugated MnFe-based Prussian blue analogue for voltammetric and impedimetric bioaptasensing of amifostine (ethyol). Microchim Acta 187(10):576. https://doi.org/10.1007/s00604-020-04557-4
Wu YY, Huang P, Wu FY (2020) A label-free colorimetric aptasensor based on controllable aggregation of AuNPs for the detection of multiplex antibiotics. Food Chem 304:125377. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125377
He L, Luo YF, Zhi WT, Wu YG, Zhou P (2013) A colorimetric aptamer biosensor based on gold nanoparticles for the ultrasensitive and specific detection of tetracycline in milk. Aust J Chem 66(4):485–490. https://doi.org/10.1071/CH12446
Al-Fatlawi AH, Raheem SA (2020) Inactivation of Enterococcus faecalis in drinking water using silver nanoparticles embedded paper. Indian J Med Forensic Med Toxicol 14(1):1117–1121. https://doi.org/10.37506/v14/i1/2020/ijfmt/193057
Norouzi A, Adeli M, Zakeri AA (2020) Innovative hydrometallurgical process for the production of silver nanoparticles from spent silver oxide button cells. Sep Purif Technol 248:117015. https://doi.org/10.1016/j.seppur
Suzuki K, Hosokawa K, Maeda M (2009) Controlling the number and positions of oligonucleotides on gold nanoparticle surfaces. J Am Chem Soc 131:7518–7519. https://doi.org/10.1021/ja9011386
Park JW, Shumaker-Parry JS (2014) Structural study of citrate layers on gold nanoparticles: role of intermolecular interactions in stabilizing nanoparticles. J Am Chem Soc 136:1907–1921. https://doi.org/10.1021/ja4097384
Alsager OA, Kumar S, Zhu B, Travas-Sejdic J, McNatty KP, Hodgkiss JM (2015) Ultrasensitive colorimetric detection of 17beta-estradiol: the effect of shortening DNA aptamer sequences. Anal Chem 87:4201–4209. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5b00335
Wang Y, Yang F, Yang XR (2010) Colorimetric detection of mercury(II) ion using unmodified silver nanoparticles and mercury-specific oligonucleotides. ACS Appl Mater Inter 2(2):339–342. https://doi.org/10.1021/am9007243