JHM. 一石两鸟：比率感应平台克服交叉干扰，实现四环素类似物的多场景检测和准确辨别

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

四环素类抗生素(TCs)造成的环境污染是全球公共卫生的一个主要问题。因此，四环素及其类似物的痕量检测和可靠区分对于确定各种四环素家族成员的分布特征是至关重要的。这里，通过整合异硫氰酸荧光素(FITC)掺杂的二氧化硅和Eu3+的荧光发射构建了双响应传感器。通过探针固定化进一步制造了便携式纸上实验室设备，这允许使用智能手机方便地视觉检测四环素。此外，对于多种四环素类似物的共存，通过主成分分析对光谱进行降维，实现了四种最广泛使用的四环素类似物(四环素(TC)、金霉素(CTC)、土霉素(OTC)和强力霉素(DOX))的准确区分。双响应纳米平台实现了从绿色到红色的宽色域颜色变化，对于基于光谱仪和基于纸张的传感器，检测限(LOD)分别为2.9纳米和89.8纳米。在多个真实样品中检测了分析性能，包括食品、环境和生物设置，证实了强大的环境适应性和抗性。与以前的TC传感器相比，这种方法有几个显著的改进，包括改进的生态安全性、可访问性、可再现性、实用性和抗交叉干扰能力。这些结果突出了所提出的“一石二鸟”策略的潜力，提供了对环境污染物进行同步定量检测和衍生物鉴定的综合方法。

简介

（a）FITC@SiO2-Eu纳米结构和传感机制的制造。（b）在多个应用场景中“一举两得”方法的示意图。

（a）SEM图像。嵌入物呈现粒度分布。（b）TEM图像。（c）Zeta电位和DLS测量。（d）XRD光谱。（e）FT-IR光谱。（f）UV光谱和荧光光谱。（g）Eu-TC复合物的荧光激发-发射轮廓。（h）确定FITC@SiO2的荧光量子产率。

pH（a）、缓冲液（b）和反应时间（c）对FITC@SiO2-Eu响应强度的影响。传感系统颜色过渡的理论（d）和实际（e）范围。（f-i）FITC@SiO2-Eu的荧光响应，对TC的荧光混合比（0-20 μM）。插图：在365纳米紫外线激发下拍摄的荧光图像，以及I617/I520信号的散射图。

（a）FITC@SiO2-Eu在各种浓度（0-22.5 μM）下对TC的荧光反应。插图是在365纳米紫外线激发下拍摄的相应数字图像。（b）比例纳米传感器的校准曲线。（c）传感器在低TC浓度下的荧光响应。（d），（e）FITC@SiO2-Eu在无机离子、代表性氨基酸、食品和生物样品中的小分子以及常见抗生素的情况下的选择性和干扰实验。（f）

（a）纸上实验室设备的制造和测定程序。（b）在不同TC浓度（0-22.5μM）的纸条光铬中生成的颜色参考图。（c）纸条（红通道/绿色通道）与TC浓度的颜色变化的校准图。（d）通过RGB分析测量的目标浓度分布，以及不同TC水平（1、5、10、20微米）下的变异系数直方图a、b和c是指不同批次的纸质传感器。“n.s.”表示没有显著差异。（g）分析性能与之前TC检测策略的比较（圆：仅用光谱仪量化，菱形：用光谱仪和智能手机量化）。

（a）真实样品预处理和HPLC确认的示意图。（b）正对照的HPLC色谱图和本文中使用的六个真实样品。光谱仪和智能手机获得的检测结果比较：（c）食品样本（鳕鱼、鲑鱼和鸡肉）的分析，（d）环境样本（土壤提取物和废水）和生物样本（人类尿液）的分析。表S2显示具体数据。（e）使用Bland-Altman图的光谱仪和基于智能手机的方法之间的协议评估。

在不同浓度（a：1μM，b：2.5μM，c：5μM和d：10μM）条件下，用于区分TC及其三个类似物的传感系统的二维分数图。在增加浓度时区分TC（e）、CTC（f）、OTC（g）、DOX（h）的分数图。TC（i）、CTC（j）、OTC（k）和DOX（l）浓度与PC1值的校准图。（m）区分TC二元混合物的评分图。（n）区分干扰物质和TC的评分图。（o）区分食品、环境和生物样本中四个TC类似物的评分图。

相关成果以“Two Birds with One Stone: Ratiometric Sensing Platform Overcoming Cross-Interference for Multiple-Scenario Detection and Accurate Discrimination of Tetracycline Analogs”，发表在国际学术期刊“Journal of Hazardous Materials”上。

文献链接：点击阅读原文

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.132016

转自：“NANO学术”微信公众号

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