Guanosine monophosphate-iron coordination nanozyme as a peroxidase mimetic for colorimetric detection of tetracycline antibiotics in food.

چکیده اصلی

Residues of tetracycline antibiotics (TCs) in food pose a serious threat to human health, creating an urgent need for the development of simple, rapid, and highly sensitive detection methods. Herein, guanosine monophosphate-iron coordination nanozyme (Fe-GMP) were synthesized using the self-assembly of guanosine-5'-monophosphate and iron. Based on the peroxidase-mimicking activity of Fe-GMP nanozyme, a novel colorimetric sensor for the colorimetric detection of TCs was developed. Fe-GMP catalyzes the oxidation of chromogenic substrate 3,3',5,5'-tetramethylbiphenylamine (TMB) in the presence of H2O2, producing a characteristic absorption peak at 652 nm. Interestingly, the introduction of TCs significantly enhances the peroxidase-like catalytic activity of Fe-GMP, causing the solution color to deepen from light to dark blue. Under optimized experimental conditions, the sensor exhibited a linear detection range of 0.2 µmol·L- 1 to 6 µmol·L- 1 for tetracycline, with a limit of detection (LOD) as low as 57.9 nmol·L- 1 (26.7 µg·kg- 1). The sensor has been successfully applied to determine tetracycline antibiotics in real milk and honey samples, with spiked recoveries ranging from 90% to 94%. The developed sensor exhibits a typical "signal-on" response mode, effectively avoiding the false-positive issues caused by nonspecific inhibition in traditional "signal-off" sensors. Furthermore, the sensor is cost-effective, highly efficient, and easy to operate, demonstrating great potential for rapid screening in food safety.

ترجمه فارسی چکیده

مقادیر باقیمانده آنتی‌بیوتیک‌های تتراسایکلین (TC) در غذا تهدیدی جدی برای سلامت انسان ایجاد می‌کند و نیاز فوری به توسعه روش‌های تشخیصی ساده، سریع و حساس بالا را برمی‌انگیزد. در اینجا، نانوآنزیم هم‌ساز گوانوزین مونوفسفات-آهن (Fe-GMP) با استفاده از خود-سازماندهی گوانوزین-5'-مونوفسفات و آهن سنتز شد. بر اساس فعالیت مقلد پراکسیداز نانوآنزیم Fe-GMP، یک سنسور رنگی جدید برای تشخیص رنگی TC توسعه یافت. Fe-GMP در حضور H2O2، کاتالیز اکسید شدن زیرساخت رنگ‌زا 3,3',5,5'-تترامتیل‌بیفنیل‌آمین (TMB) را انجام می‌دهد که منجر به ایجاد یک پیک جذب مشخص در 652 نانومتر می‌شود. به‌طور جالب، ورود TCها فعالیت کاتالیزوری مقلد پراکسیداز Fe-GMP را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد که باعث تیره شدن رنگ محلول از روشن به آبی تیره می‌شود. در شرایط بهینه شده آزمایشی، سنسور یک محدوده خطی تشخیص از 0.2 میکرومول·L-1 تا 6 میکرومول·L-1 برای تتراسایکلین و یک حد تشخیص (LOD) به‌عنوان کمتر از 57.9 نانومول·L-1 (26.7 میکروگرم·کیلوگرم-1) نشان داد. سنسور با موفقیت برای تعیین آنتی‌بیوتیک‌های تتراسایکلین در نمونه‌های شیر و عسل واقعی استفاده شد که بازدهی‌های پاشیده شده در محدوده 90٪ تا 94٪ قرار داشتند. سنسور توسعه‌یافته یک حالت پاسخ «سیگنال روشن» را نشان می‌دهد که به‌طور مؤثر مشکلات مثبت کاذب ناشی از مهار غیراختصاصی در سنسورهای سنتی «سیگنال خاموش» را اجتناب می‌کند. علاوه بر این، سنسور ارزان‌قیمت، بسیار کارآمد و آسان برای عملیات است و پتانسیل بالایی برای غربالگری سریع در ایمنی غذایی را نشان می‌دهد.

متن کامل اصلی