摘要
抗生素作为一种抗菌药物，在人和动物的疾病治疗中发挥着重要作用。然而，抗生素的不正确使用，会引发一系列严重的问题：污染土壤以及水体环境、损害人体器官、威胁人体健康、产生耐药菌群，进而衍生成为“超级细菌”。面对抗生素所带来的这些危害，我们急需开发出一种可以有效检测环境中残留抗生素的分析方法。光电化学（PEC）生物传感作为一种新型的分析方法，因其成本低、操作简便、灵敏度高近些年来受到广泛关注。在PEC生物传感中，合适的光活性材料是决定光电性能的关键因素，金属硫化物作为半导体纳米材料，具有合适的带隙结构、较宽的光吸收范围和快速的电荷载流子动力学。因此，本论文合成不同类型的金属硫化物纳米材料，基于此构建了PEC适体生物传感平台，用于氨苄青霉素、磺胺二甲嘧啶以及土霉素的灵敏检测，并探究其在实际水样中抗生素检测应用。主要工作内容如下： （1）基于碳包覆Bi2S3纳米棒光电化学适体传感器的构建及氨苄青霉素高灵敏分析。 通过简单的溶剂热法制备了具有稳定光电流响应的碳包覆Bi2S3纳米棒（Bi2S3@C NRs）作为基底材料，以核酸适配体作为生物识别元件，在此基础上，构建的无标记PEC适体生物传感平台用于检测氨苄青霉素（AMP）。当目标AMP分子被适配体捕获时，所形成的适配体-AMP复合物具有较差的导电性，可以阻止电子转移，导致光电流下降。在最佳条件下，所制备的PEC适体传感器在0.1~5.0pg mL-1范围内线性良好，检出限为50.1×10-3pg mL-1。此外，该传感器具有较好的重现性、选择性和稳定性，可用于真实水样中AMP的检测。 （2）基于Co9S8@In-CdS NTs的光电化学适体传感器的构建及磺胺二甲嘧啶分析通过简单的水热及溶剂热法制备了Co9S8@In-CdS NTs，实验发现Co9S8@In-CdS NTs异质结构作为光敏电极产生较强的光电流响应。以高活性PtNi纳米酶作为信号放大器，在H2O2存在环境下，纳米酶催化氧化4-CN形成不溶性4-CD沉淀沉积在电极表面，阻碍电子转移过程。该磺胺二甲嘧啶（SMZ）光电化学适体传感器具有宽的检测范围（5×10-2～1×103pg mL-1）和较低检测限（37.15×10-3pg mL-1），以及良好的选择性、重现性和优异的稳定性，已成功应用于真实水样中SMZ的超灵敏检测。 （3）基于CdS/ZnS的电化学/光电化学双模式适体传感器的构建及土霉素分析 通过一步水热法合成CdS/ZnS作为基底材料，亚甲基蓝（MB）作为双功能探针，构建了PEC-EC双模式生物传感平台，实现对于土霉素（OTC）的超灵敏检测。MB所具有的染料敏化作用可增强CdS/ZnS电极光电流响应，与此同时MB还会引发DPV电流响应。所构建的双模式传感器两种模式之间相互印证，提高检测的准确性。在最佳实验条件下，该传感器具有较宽的检测范围（0.01-50ng mL-1）和较低检测限（1.86pg mL-1）以及较优异的选择性，稳定性和重现性，对于真实水样中OTC的检测具有潜在的应用价值。
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