专利名称：一种通用型抗生素检测传感器的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通用型抗生素检测传感器的制备方法及检测方法的应用，同时涉及了该检测方法对抗生素检测的通用性，属于食品安全检测技术领域。
背景技术：
在畜牧业现代化、集约化和规模化生产中，在利益的驱使下，滥用抗生素的现象普遍存在，导致畜产品中的抗生素残留，已经成为对公众健康的潜在威胁，同时也影响动物性食品的国际贸易。我国虽已制定“动物性食品中兽药残留最高限量”标准，但滥用和超标使用抗生素的现象十分严重。2002年3月，中国运往留尼望岛的兔肉被检测出含有抗生素， 紧接着冻鸭肉中也检出含有抗生素，荷兰政府将检出问题的68个中国货柜就地销毁，不仅造成了巨大的直接经济损失，而且对中国畜禽产品的国际声誉造成了十分恶劣的影响。 2005年陈怀宇等对泉州市牛奶中抗生素残留情况进行了调查，检测结果显示阳性率为16. 4 %。曹雨辰等采用微生物法对成都地区动物源性食品中新霉素残留进行了检测，结果发现选购的6种15个样品中仅有2例低于欧盟对动物性食品的进口要求。2007年刘月淑等对银川地区709份纯牛奶中抗生素残留量进行了调查，结果显示奶源户生鲜奶阳性率为8. 5%, 市售成型包装纯牛奶阳性率9. 3%。2008年房亮等对朝阳市奶源户鲜牛奶中抗生素残留进行调查，结果显示奶源户鲜奶阳性率为24%，夏秋季节高达45.5%。因此，对畜产品中抗生素的质量进行实时地监控显得尤为重要。传统的方法如ELISA，气相色谱法等虽能够灵敏地检测出牛奶中的抗生素污染物，但检测时间相对较长，已经远远不能起到满足及时预警的作用。同时，由于传统的检测方法检测时间较长，因此样品检测数量相对有限，达不到高通量检测的标准。在这样的条件下，发明出一种新型快速灵敏抗生素传感器及相应的检测方法显得尤为重要。纳米材料是一种新型的具有特定功能的材料。基于纳米材料的自身的特性，建立相应的具有检测速度快，灵敏度高的检测方法的研究日益成为研究重点。碳纳米管自 1991年被日本科学家Ijima发现以来，由于其特有的结构特点及导电性能，一直受到人们的高度重视，基于碳纳米管的传感器的研制也曾出不穷。但由于制备成本高，使用方法难度高等原因，限制了研发的传感器的实际推广应用。为了克服上述的缺点，研发经济易于推广应用型抗生素传感器，本发明首次以碳纳米管及实验滤纸为材料，利用碳纳米管对滤纸进行dip-dry包裹，在包裹的过程中加入新霉素neomycin的抗体，制备可以响应新霉素的快速高灵敏传感器。
发明内容
本发明的目的是制备一种能够快速，高灵敏地检测牛奶中新霉素的经济推广型传感器。本发明的目的之二是建立基于制备的新霉素传感器的快速高灵敏检测方法及技术指标。
本发明的目的之三是在发明目的一、二的基础之上，建立通用型抗生素传感器的制备及检测技术。本发明的技术方案一种新霉素检测传感器的制备方法，利用纳米功能材料碳纳米管对传统的滤纸通过Dip-Dry (浸渍_干燥)技术进行包裹，在此过程中将新霉素 neomycin的抗体加到包裹溶液中，从而制备得到能够特异性地检测新霉素的传感器；步骤为
(1)碳纳米管聚苯乙烯磺酸钠溶液的制备将聚苯乙烯磺酸钠PSS分散于水溶液中得到PSS溶液；将水溶性碳纳米管分散于PSS溶液中，得到浓度为3-27 mg/mL的碳纳米管PSS 溶液；超声过夜处理；用一般的超声处理，超声处理过夜是为了保持其分散性。(2)将一定浓度的新霉素抗体溶液，加入到上述制备的碳纳米管PSS溶液中，得到新霉素抗体终浓度3-15 μ g/mL的抗体-碳纳米管PSS溶液；
(3)将固定长宽度的滤纸浸入到抗体-碳纳米管PSS溶液中，并放置一段时间后取出， 低温干燥，定义该操作为一个循环；再次将干燥的滤纸放入到抗体-碳纳米管PSS溶液中一段时间后取出，干燥；反复循环操作10-15次循环数后，干燥后4°C保存待用，即制备得到碳纳米管纸复合物传感器，用于检测新霉素。所述固定长宽度的滤纸为4 cmXO. 5 cm。所述新霉素检测传感器的应用，建立基于碳纳米管纸复合物传感器导电能力变化的快速高灵敏检测方法；
以制备的碳纳米管纸复合物为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极Hg/Hg2Cl2为参比电极，在通电的情况下在电化学工作站的控制下，纪录随着时间流经工作电极的电流， 纪录电流时间信号，S卩i_t曲线；
向体系中加入一定浓度的新霉素的标准系列溶液，分别纪录流经碳纳米管纸复合物工作电极的电流时间信号；
以各新霉素浓度为自变量和对应电流值为因变量，作出二者之间的对应关系，得到电流-浓度的标准曲线；
从所得电流-浓度的标准曲线中确定检测样品中新霉素的含量。一种通用型抗生素检测传感器的制备方法，利用纳米功能材料碳纳米管对传统的滤纸通过Dip-Dry技术进行包裹，在此过程中将不同的抗生素的抗体加到包裹溶液中，通过对抗生素检测传感器制备过程中使用的抗生素抗体的种类的改变，从而制备得到能够特异性地检测与所加抗体对应的抗生素的通用型抗生素检测传感器。所述通用型抗生素检测传感器的应用，建立基于碳纳米管纸复合物传感器导电能力变化的快速高灵敏检测方法；
通过对抗生素检测传感器制备过程中使用的抗生素抗体的种类的改变，制备用于能够特异性地检测与所加抗体对应的抗生素的通用型抗生素的检测。归纳起来说，本发明的技术要点有如下三点
1、基于dip-dry技术制备新霉素碳纳米管纸传感器；
2、建立基于碳纳米管纸传感器导电能力变化的快速高灵敏检测食品中新霉素含量的方法。3、通过对抗生素传感器制备过程中使用的抗体的种类的改变，建立通用型抗生素传感器的制备及检测技术。本发明的有益效果本发明提供一种通用型抗生素快速方便高灵敏传感器的制备及使用方法，从而应用于牛奶中抗生素的快速灵敏检测。定量检测结果表明，制备的基于新霉素碳纳米管-纸传感器能够特异地检测牛奶中的新霉素，检测灵敏度为0.04 ng/mL满足WHO的对日常牛奶中新霉素的限量要求。与传统的ELISA方法比较，基于制备的新霉素碳纳米管-纸传感器进行的检测，具有相当的监测灵敏度，但整个过程不超过0. 5小时，从而将监测时间大大缩短，因此在保证检测质量的同时，显著地提高了检测效率。基于新型快速灵敏型抗生素传感器的检测的另一个重要的特点在于，该方法为通用型检测方法，只要将传感器制备过程中的抗体进行更换就可以方便地制得针对另一种抗生素的新型传感器。
图1基于制备的新霉素传感器的检测i_t信号曲线。图2基于制备的新霉素传感器的检测结果的标准曲线。
具体实施方案以下通过实施例来对本发明予以进一步的说明(实施例中所用试剂为化学纯)，需要注意的是下面的实施例仅用作举例说明，本发明内容并不局限于此。1、碳纳米管PSS溶液的制备将PSS分散于水溶液中得质量浓度约30%的PSS水溶液。将水溶性碳米管分散于PSS水溶液中，得到一定浓度3-27 mg/mL的碳纳米管PSS溶液，超声过夜处理。2、将一定浓度的新霉素抗体溶液，加入到上述制备的碳纳米管PSS溶液中，得到抗体终浓度3-15 μ g/mL的溶液。3、将固定长宽度GcmXO. 5cm)的滤纸浸入到新霉素抗体-碳纳米管PSS溶液中， 并放置一段时间后取出，低温干燥，定义该操作为一个循环。再次将干燥的滤纸放入到新霉素抗体-碳纳米管PSS溶液中一段时间后取出，干燥。反复循环操作到一定循环数达到要求后(反复循环操作10-15次)，干燥后低温保存待用。4、以上述制备的碳纳米管纸复合物传感器为工作电极，Pt电极为对电极，Hg2Cl2 电极为参比电极在电化学工作站的控制下，纪录随着时间流经工作电极的电流，即i_t曲线。5、优化检测体系中使用的缓冲溶液，使在特定的缓冲溶液中响应信号最强。6、优化检测体系的缓冲溶液的pH溶液，使在特定的pH下，传感器的响应信号最强。7、优化检测体系进行的温度，使在特定的温度下进行的检测，传感器具有最强的响应信号。8、逐次向体系中加入一定浓度的新霉素系列溶液，分别纪录每次的i_t曲线。9、以每次纪录的i_t曲线的稳定电流值为标准，寻找电流-浓度之间对应的关系，建立检测的标准曲线。10、在相应的条件下，检测样品中的新霉素的含量。
11、更换步骤2中使用抗体的种类，制备针对不同抗生素的传感器，建立通用型传感器的制备技术。12、优化通用型传感器的检测条件，建立通用型传感器的检测方法及技术标准。
权利要求
1.一种新霉素检测传感器的制备方法，其特征在于利用纳米功能材料碳纳米管对传统的滤纸通过Dip-Dry技术进行包裹，在此过程中将新霉素的抗体加到包裹溶液中，从而制备得到能够特异性地检测新霉素的传感器；步骤为(1)碳纳米管聚苯乙烯磺酸钠溶液的制备将聚苯乙烯磺酸钠PSS分散于水溶液中得到PSS溶液；将水溶性碳纳米管分散于PSS溶液中，得到浓度为3-27 mg/mL的碳纳米管PSS 溶液；超声过夜处理；(2)将一定浓度的新霉素抗体溶液，加入到上述制备的碳纳米管PSS溶液中，得到新霉素抗体终浓度3-15 μ g/mL的抗体-碳纳米管PSS溶液；(3)将固定长宽度的滤纸浸入到抗体-碳纳米管PSS溶液中，并放置一段时间后取出， 低温干燥，定义该操作为一个循环；再次将干燥的滤纸放入到抗体-碳纳米管PSS溶液中一段时间后取出，干燥；反复循环操作10-15次后，干燥后4°C保存待用，即制备得到碳纳米管纸复合物传感器，用于检测新霉素。
2.根据权利要求1所述新霉素检测传感器的制备方法，其特征在于固定长宽度的滤纸为 4 cmX0. 5 cm。
3.权利要求1所述新霉素检测传感器的应用，其特征在于建立基于碳纳米管纸复合物传感器导电能力变化的快速高灵敏检测方法；以制备的碳纳米管纸复合物为工作电极，Pt电极为对电极，饱和甘汞电极Hg/Hg2Cl2为参比电极，在通电的情况下在电化学工作站的控制下，纪录随着时间流经工作电极的电流， 纪录电流时间信号，S卩i_t曲线；向体系中加入一定浓度的新霉素的标准系列溶液，分别纪录流经碳纳米管纸复合物工作电极的电流时间信号；以各新霉素浓度为自变量和对应电流值为因变量，作出二者之间的对应关系，得到电流-浓度的标准曲线；从所得电流-浓度的标准曲线中确定检测样品中新霉素的含量。
4.一种通用型抗生素检测传感器的制备方法，其特征在于利用纳米功能材料碳纳米管对传统的滤纸通过Dip-Dry技术进行包裹，在此过程中将不同的抗生素的抗体加到包裹溶液中，通过对抗生素检测传感器制备过程中使用的抗生素抗体的种类的改变，从而制备得到能够特异性地检测与所加抗体对应的抗生素的通用型抗生素检测传感器。
5.权利要求4所述通用型抗生素检测传感器的应用，其特征在于建立基于碳纳米管纸复合物传感器导电能力变化的快速高灵敏检测方法；通过对抗生素检测传感器制备过程中使用的抗生素抗体的种类的改变，制备用于能够特异性地检测与所加抗体对应的抗生素的通用型抗生素的检测。
全文摘要
一种通用型抗生素检测传感器的制备方法及其应用，属于食品安全检测技术领域。利用纳米功能材料碳纳米管对传统的滤纸通过Dip-Dry技术进行包裹，将新霉素抗体加到包裹溶液中，制得能特异性检测新霉素的传感器；定量检测表明，制备的传感器能够特异地检测牛奶中的新霉素，检测灵敏度为0.04ng/mL，满足WHO对日常牛奶中新霉素的限量要求。与传统的ELISA方法比较，本传感器具有相当的监测灵敏度，整个过程不超过0.5小时，监测时间大大缩短,在保证检测质量的同时，显著提高了检测效率。基于本传感器检测的另一个重要特点在于，将传感器制备过程中的抗体进行更换就可以方便地制得针对所更换抗生素抗体的检测传感器，检测方法亦为通用型检测方法。
文档编号G01N27/26GK102353704SQ20111017395
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者匡华, 吴晓玲, 王利兵, 胥传来, 陈伟, 马伟 申请人:江南大学