شناسایی و اندازه‌گیری تتراسایکلین در گوشت و تخم‌مرغ با استفاده از نانوسنسور فلورسانس بر پایه چارچوب‌ آلی-فلزی

Abstract

خلاصه فارسی مقدمه: تتراسایکلین آنتی‌بیوتیکی از خانواده تتراسایکلین‌ها است که به علت فعالیت ضدمیکروبی وسیع، سمیت نسبتاً کم و ارزان قیمت، به‌طور گسترده‌ای جهت درمان عفونت باکتریایی و همچنین به عنوان تسریع کننده رشد در صنعت طیور استفاده می‌شود. با این حال، استفاده زیاد و بی‌رویه‌ می‌تواند باعث تجمع آنتی‌بیوتیک‌ها در محصولاتی از جمله گوشت و تخم‌مرغ شود. در این‌راستا، نگرانی‌های عمده‌ای در مورد خطرات ایمنی موادغذایی و سلامتی انسان وجود دارد. بنابراین توسعه روش‌های کارآمد برای تعیین غلظت تتراسایکلین به شدت مورد نیاز است. هدف: بنابراین هدف از این پژوهش طراحی نانوسنسور فلورسانس بر پایه چارچوب‌های آلی-فلزی برای شناسایی و سنجش باقیمانده آنتی‌بیوتیک‌ تتراسایکلین در نمونه‌های گوشت و تخم‌مرغ بود. روش کار و مواد: در این مطالعه، چارچوب‌ آلی-فلزی فلورسانسCe@NH2-MIL-101(Cr) MOF از طریق اتصال پس از سنتز Ce 3+ به NH2-MIL-101(Cr) ساخته شد. پس از سنتز چارچوب‌های آلی-فلزی، خصوصیات مورفولوژی و ساختاری، آنالیز عنصری، خصوصیات کریستالوگرافی، برهمکنش‌های مولکولی، پایداری حرارتی، میزان تخلخل و سطح ویژه و خصوصیات فلورسانس بررسی شدند. بهینه‌سازی شرایط آزمایش شامل تعیین pH بهینه (12-3)، زمان واکنش (540-0 ثانیه) و غلظت Ce@NH2-MIL-101(Cr)MOF (mg/L 5/1- 075/0) با استفاده از طیف‌سنج فلورسانس انجام شد. در مطالعه‌ی حاضر اعتبارسنجی به منظور تعیین محدوده خطی، تعیین حد تشخیص، تعیین حد تعیین مقدار، بررسی دقت و صحت، انتخاب‌پذیری و تکرارپذیری نانوسنسور در شرایط بهینه انجام شدند. در نهایت، کارایی نانوسنسور فلورسانس Ce@NH2-MIL-101(Cr)MOF برای شناسایی تتراسایکلین در نمونه‌های ‌غذایی (گوشت و تخم‌مرغ) در مقایسه با روش‌های استاندارد رایج مانند کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، با استفاده از روش اضافه کردن استاندارد (اسپایک کردن) اندازه‌گیری و تعیین مقدار شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که پس از سنتز نانوسنسور فلورسانس Ce@NH2-MIL-101(Cr) MOF، ساختار کریستالی بدون تغییر باقی مانده و دارای ساختار چند وجهی بوده و پایداری حرارتی خوبی تا 300 درجه سانتیگراد داشتند. نتایج آزمون آنالیز عنصری و برهمکنش بین مولکولی حضور سریوم را در ساختار نانوسنسور تایید کردند. همچنین نانوسنسور فلورسانس دارای مساحت ویژه و میزان تخلخل مناسب بود. نانوسنسور فلورسانس طراحی شده، تکرارپذیری، پایداری و انتخاب‌پذیری خوبی نسبت به سنجش تتراسایکلین داشت. مقدار LOD بدست آمده با استفاده از این نانوسنسور برای تتراسایکلین ng/mL 08/1 با محدوده خطی ng/mL 50 – 5/2 بود که کمتر از ماکزیمم حد مجاز تعیین شده برای این آنتی‌بیوتیک توسط سازمان‌های بین‌المللی بود. مهم‌تر از همه، نانوسنسور می‌تواند برای تشخیص تتراسایکلین در نمونه‌غذایی (گوشت و تخم‌مرغ) با ریکاوری خوب (72/106 – 80/98 %) استفاده شود که مقادیر بدست آمده مطابقت خوبی با نتایج HPLC (9/108 – 2/88 %) داشتند. نتیجه‌گیری: پارامتر‌های مختلف بر میزان شدت فلورسانس نانوسنسور طراحی شده مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفتند. تحت شرایط بهینه، نانوسنسور طراحی شده، عملکرد مناسبی برای شناسایی و تعیین مقدار تتراسایکلین با محدوده خطی گسترده با حد تشخیص پایین و زمان کم در نمونه‌های غذایی نشان داد. واژگان کلیدی: چارچوب‌های آلی-فلزی، سنسور فلورسانس، آنتی‌بیوتیک، تشخیص سریع،