基于硅基表面分子印迹聚合物SMIP荧光传感的抗生素分析
李剑超 陕西师范大学
随着食品安全和环境保护意识的提高，对抗生素残留的快速、灵敏检测方法的需求日益增长。硅基表面分子印迹聚合物（SMIP）作为一种新型的传感材料，因其独特的合成条件和优异的性能，已成为荧光抗生素传感分析的热点。本文将详细介绍硅基SMIP的合成机制、在荧光抗生素传感中的应用，以及通过网络搜索得到的相关资料。
硅基SMIP的合成机制
硅基SMIP的合成通常在室温下进行，使用水和乙醇作为溶剂，无需其他有机溶剂。合成过程涉及溶胶-凝胶聚合机制，主要由含硅单体（如3-氨丙基三乙氧基硅烷，APTES）和交联剂（如四乙氧基硅烷，TEOS）作为聚合的前体。在酸性或碱性介质中，硅醇盐基团Si-OR水解为硅醇基团Si-OH，随后不同分子的硅醇基团缩聚形成硅氧烷键Si-O-Si，从而形成硅基SMIP层。
硅基SMIP在荧光抗生素传感中的应用
红霉素的检测
Yufeng Zhang等人开发了一种基于硅基SMIP的荧光传感器，用于检测红霉素。该传感器使用羧基金纳米团簇（AuNCs）作为荧光团，通过碳二亚胺偶联固定在氨基官能团化的二氧化硅纳米颗粒上。硅基SMIP涂覆在AuNCs@SIO2上，红霉素与SMIP识别位点结合时发生荧光猝灭，实现了9.2μg/L的低检测限（LOD）。
环丙沙星的检测
Yuphintharakun等人以环丙沙星为模板，开发了一种新的检测方法。通过将羧酸官能化多壁碳纳米管（MWCNTs）与巯基乙酸封端碲化镉（TGA封端碲化镉）QDs掺入底物进行检测，实现了0.006μg/L的低LOD和1–100μg/L的宽线性范围。
诺氟沙星的检测
Shi等人在检测诺氟沙星时，发现二氧化硅层有利于涂覆量子点，防止CdTe纳米颗粒的光降解和泄漏。诺氟沙星能够猝灭MIP包被的3-巯基丙酸封端的CdTe QDs的荧光。
头孢他啶的检测
通过热解从柠檬酸合成的CD上包被的硅基SMIP成功地用于从尿液样品中捕获头孢他啶，LOD为0.06 μg/L。头孢他啶通过电子转移在0.18–1.27 μg/L的线性范围内淬灭这些碳点的荧光。
青霉素G的检测
Jalili等人合成了黄色和蓝色CD（Y-CD和B-CD），用于检测牛奶样品中的青霉素G。青霉素G可以淬灭Y-CD的荧光，但不影响B-CD的荧光，实现了0.34 nM的低LOD。
氯霉素的检测
使用氯霉素作为MIP涂层中的模板，Jalili等人还用于检测牛奶样品中的氯霉素，LOD为0.035 μg/L。
硫霉素的检测
Jinli Fu等人将沸石咪唑酸盐（ZIF-8）金属有机骨架（MOF）与2种碳点相结合，用于基于荧光的硫霉素检测。ZIF-8增加了传感探针的表面积和孔隙率，成功地在不同的加标复合物样品中检测到硫霉素，LOD为1.9 nM。
土霉素的检测
以土霉素为模板，在APTES-CD上涂上MIP涂层，通过电子转移猝灭机制选择性检测蜂蜜样品中的土霉素，LOD为15.3 ng/mL。
硅基SMIP在荧光抗生素传感分析中的应用正逐渐扩展。例如，研究人员正在探索使用基于硅基SMIP的传感器来检测牛奶、肉类和水产品中的抗生素残留。此外，硅基SMIP也被用于监测医院环境中的抗生素使用情况，以控制抗生素耐药性的发展。随着技术的不断进步，基于硅基SMIP的荧光传感器有望成为抗生素检测的标准化工具。硅基SMIP因其独特的合成条件和优异的性能，在荧光抗生素传感分析中展现出巨大的潜力。通过不断优化SMIP层的制备技术和荧光探针的选择，该技术在食品安全、环境监测和生物医学诊断等领域展现出巨大的应用前景。