基于功能性纳米金的β-内酰胺酶快速传感检测方法与应用

解抗剂是非法使用的食品添加剂，其主要成分是β-内酰胺酶，国际和国内均不允许该酶在牛奶中作为添加剂使用。尽管目前科学界尚缺少对解抗剂危害的研究，但它很可能给人体带来比抗生素更严重的危害。金纳米粒子有着强的等离子吸收峰和显著的显色能力，本项目将通过设计β-内酰胺类抗生素的类似物以及功能化的金纳米粒子，根据酶催化使得纳米粒子因凝聚和解聚集过程而产生的颜色变化来对液态乳中的β-内酰胺酶含量进行快速定量检测。这种基于金纳米粒子的比色传感器，可以快速、简单、实时及线性范围可调地检测奶制品中的解抗剂成分（β-内酰胺酶）。该方法简单、高效，不需要特殊的仪器设备和复杂的前处理步骤，可为检验检疫部门把控原奶质量提供有效的监控手段。

β-内酰胺酶被不法分子用作“解抗剂”， 将“有抗生素残留的牛奶”中的超标抗生素分解掉，从而使得不合格牛奶顺利通过检测，坑骗消费者。国内外尚无检测乳制品中β-内酰胺酶的标准方法。卫纪委颁布的“乳及乳制品中舒巴坦敏感β-内酰胺酶类药物检验方法—杯碟法”的检测速度较慢，且敏感度在几十个酶活单位以上，不能满足实际需求。在本课题中，我们以β-内酰胺环并噻唑环母核为基础，将其与双巯基双功能试剂偶联，然后偶联金纳米粒子，单分散情况下的纳米粒子使得溶液颜色为酒红色；当体系中存在解抗剂时，在β-内酰胺酶的作用下，酶水解底物的β-内酰胺环，使得双功能偶联剂游离，从而引起金纳米粒子通过金－硫键导致聚集产生等离子共振吸收的红移，使得溶液为蓝色。由于由此构建了牛奶中beta内酰胺酶的比色传感器，检测的敏感度达到1个酶活国际单位，无需样本前处理，显色时间为6min。. 此外，课题组以β-内酰胺酶为抗原，直接免疫小鼠，通过杂交瘤细胞技术获得了15株单克隆抗体，将抗体偶联辣根过氧化物酶，两两配对，最终挑选了10号抗体作为包被抗体，4号抗体作为检测抗体，开发了双抗体夹心检测方法，检测限1个国际单位。将金纳米粒子（18.9nm）偶联4号单克隆抗体作为检测探针，开发了胶体金检测试纸条，该方法的消线浓度是1个酶活国际单位，在添加有β-内酰胺酶的牛奶检测中的消线浓度为2个酶活国际单位。牛奶样本仅需要2倍稀释，即可直接测定，总时间小于8min。. 项目执行期间建立了解抗剂的比色检测方法3种：1）基于金纳米粒子聚集和解离的传感检测方法；2）双抗体夹心酶联免疫分析方法；3）胶体金试纸条分析法；发表论文SCI 6篇。