基于金纳米棒的内毒素比色分析方法研究

【摘要】：内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁内的一种毒性成分,其主要成分脂多糖(LPS)可以引起发热、腹泻、呕吐、内毒素休克及弥散性血管内凝血等多种毒性反应。食品、药品中大量检出内毒素表示食品、药品曾经受到细菌的污染,从而对人体存在潜在的危害性。目前针对食品、药品中内毒素的检测方法大多具有检测耗时长、仪器操作复杂、检测结果准确性差等缺陷,因而急需开发一种快速、简便、准确的新型检测方法对内毒素进行检测和控制。近年来,随着纳米科学飞速发展,纳米材料被越来越多地应用于分析化学领域,对食品中有害物的检测分析研究产生了巨大的推动作用。金纳米棒作为一种纳米级材料,具有独特的物理、化学性质,且具有合成简便,反应灵敏等优点,常被用作各种生物大分子的分析检测传感基底。因其在可见光区可以产生可调节的局域等离子体共振特征峰而被广泛应用于比色分析方法的研究。在本文中,我们首次提出了一种利用阴阳离子介导的金纳米棒聚集比色法用于检测食品和医用注射液中的内毒素。首先利用晶种生长法合成了四种不同长径比的金纳米棒。然后,选取了两种不同长径比的金纳米棒,利用其与内毒素间平衡离子的静电相互作用引起金纳米棒聚集实现对内毒素的检测,并比较了两种金纳米棒的灵敏度、颜色变化等检测性能。最后对检测方法的专一性进行了评估,并在三种实际样品中进行了应用。结果表明,通过晶种生长法可以合成出长径比从2.3到3.8,颜色分别为绿色、蓝色、红色、褐色的四种不同的金纳米棒,其纵向等离子体共振特征峰位置分别为635nm,690 nm,750 nm和795 nm。所选择的绿色和红色两种金纳米棒都能灵敏地检测内毒素,得到良好的线性范围,并产生相应的颜色变化。其中长径比为3.3的红色金纳米棒,在检测中表现出更高的灵敏性,检出限为8.4 nM。内毒素含量为0.01-0.6μM时,局域表面等离子体共振特征峰的变化与内毒素的含量呈现良好的线性关系,在这个过程中,溶液的颜色由红色变到灰色最终无色。另外,试验方法具有较好的专一性,对多种干扰物质不产生响应,实际样品检测的回收率在84%-109%之间。本文提出的方法具有检测时间短、操作简单、成本低廉、结果可视化等优点,可以为食品、药品中内毒素的检测分析提供新的思路,将来也可能用于产品生产环节的在线监测,以改善食品、药品的细菌污染问题。