[发明专利]一种基于核酸适配体和纳米模拟酶检测卡那霉素残留的电化学检测方法

说明书

一种基于核酸适配体和纳米模拟酶检测卡那霉素残留的电化学检测方法，属于分析化学技术领域。本发明利用酪氨酸还原氯金酸合成金纳米颗粒，催化过氧化氢与还原态的硫堇发生反应生成氧化态的硫堇，后者可通过差分脉冲伏安法进行检测。用卡那霉素特异性适配体对金纳米颗粒进行修饰，该适配体吸附于金纳米颗粒表面而抑制了其过氧化物酶活性。当目标物卡那霉素存在时，能将适配体从金纳米颗粒表面竞争置换下来形成复合物，从而恢复其过氧化物酶活性。利用差分脉冲伏安法检测氧化态硫堇的还原峰电流值和抗生素浓度之间的关系可实现对卡那霉素的检测。本发明提供的方法具有良好的重复性、稳定性和高灵敏度，可用于食品样品中卡那霉素残留的有效检测。

技术领域

本发明涉及一种基于核酸适配体和纳米模拟酶检测卡那霉素残留的电化学检测方法，属于分析化学技术领域。

背景技术

卡那霉素（kanamycin）是一种广谱型氨基糖甙类抗生素，分子式C₁₈H₃₈N₄O₁₅S，分子量582.58。卡那霉素主要由灰色链霉菌或小单胞菌发酵液中提取或以天然品为原料半合成提取。卡那霉素硫酸盐作为一种水溶性的抗生素，对许多革兰氏阴性细菌包括沙门氏菌、肺结核杆菌和某些革兰氏阳性菌有疗效，因其价格低廉，用药方便，抗菌谱广被广泛用作人畜共用药，效果优良。在农业，畜牧业，水产业中卡那霉素不仅可以治疗各种感染类疾病，同时还可以促进畜禽生长，提高经济效益。但是不合理使用卡那霉素会导致动物源性食品中卡那霉素的残留，通过生物循环系统进入人体，引起人体不同程度的损害，伴随而来的是对公众健康和环境的潜在危害。各国政府机构根据其经济发展水平对动物源性食品中抗生素残留的最大允许残留限量（MRL）做了明确规定，目前我国规定牛乳中卡那霉素的MRL≤200μg•kg^-1。

传统的卡那霉素残留检测方法有微生物检测法和仪器检测法，后者包括气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、液-质联用法（HPLC-MS）、液相色谱-串极质谱法（HPLC-MS/MS）、紫外分光光度计法（UV）、酶联免疫分析法（ELISA）等。微生物检测法应用较为广泛，其优点是费用低，一般实验室都能操作，但测定时间长，结果误差较大，操作复杂，不能适应特异性、定量检测的需求。仪器检验方法是利用卡那霉素结构和理化性质来进行分离和定性定量测定，其准确性好，但往往设备昂贵，对实验人员也有较高的要求，对样品的预处理要求较高，分析费时而不易推广。因而，建立操作简单便携，特异性好，灵敏度高的卡那霉素检测方法，对加强动物源食品中卡那霉素残留的监控，保障食品安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是将纳米生物技术、核酸适配体及电化学检测等诸多技术的优势联合起来，建立一种简便快速而又具有极高灵敏度的卡那霉素残留分析方法。

本发明的技术方案，一种基于核酸适配体和金纳米颗粒模拟酶的卡那霉素残留的检测方法，将金纳米颗粒与卡那霉素特异性适配体孵育，适配体ssDNA附着在金纳米颗粒表面，从而使得其过氧化物酶活性受到抑制，当加入含有卡那霉素的样品溶液时，卡那霉素与其适配体亲和力大于适配体和金纳米颗粒的结合力，卡那霉素与其适配体特异性竞争结合形成复合物，使得金纳米颗粒表面重新暴露，从而恢复相应的过氧化物酶活性，催化反应体系中的过氧化氢和还原态(red)硫堇发生反应生成氧化态(ox)硫堇；具体反应式如下：

纳米模拟酶：H₂O₂+硫堇 (red)→H₂O +硫堇(ox) (1)

电极反应：硫堇(ox)+2e^-+2H⁺→硫堇(red) (2)

通过差分脉冲伏安法对氧化态的硫堇进行测定，所得峰电流与卡那霉素浓度间存在线性关系，从而可以对卡那霉素进行定量分析，具体原理如图1所示。