食品中违禁添加物的纳米电化学免疫生物传感器的研制

论文摘要

食品安全问题是关系到国计民生的大事,研究建立灵敏快速的初筛检测技术具有重要意义。本论文研究的纳米电化学免疫传感器将复合纳米技术、免疫分析技术和电化学传感技术有机结合,克服了一些传统检测方法的不足,是未来食品安全检测与质量控制领域重点发展的关键技术之一。本文制备了氧化石墨、石墨烯、纳米金等纳米材料,以及偶联了牛血清蛋白的莱克多巴胺抗原和多克隆抗体；并将纳米材料的优越性能和免疫分析的特异性应用于电化学免疫传感器之中,研制了检测莱克多巴胺、三聚氰胺、己烯雌酚等食品中违禁添加物的复合纳米免疫生物传感器；探索了它们用于实际样品检测的前处理技术和最佳检测条件。主要内容如下：1.金纳米粒子-碳纳米管-普鲁士蓝（Au NPs-MWCNT-PB）复合材料的制备、表征及在检测莱克多巴胺（Ractomine）的免疫传感器中的应用。以共价键合方式将Ractomine-BSA与功能化的碳纳米管共轭偶联,实现了莱克多巴胺在传感器中的固定。以电还原方法制备了Au NPs,构建了Au NPs-MWCNT-PB复合材料。用SEM、UV-Vis等方法进行了表征,构建的免疫传感器对莱克多巴胺进行检测线性范围1-1000ng/mL,检出限0.3ng/mL,对饲料和猪肉中的加标样品进行检测回收率范围80.1-118.3%。2.制备了碳纳米管和室温离子液体复合物,实现了复合物、Ractomine-BSA和Nafion在电极上的固定化,对构建的免疫传感器通过电化学方法监测免疫反应,实现了对莱克多巴胺的检测。结果显示,线性范围1-1500ng/mL,检出限0.3ng/mL。同时,我们对猪饲料实际样品进行测定,回收率范围82.8-112.1%。3.制备了氧化石墨,并以此为前驱体,通过氧化石墨的还原得到性能优异的石墨烯。制得的石墨烯用SEM进行了表征,并用于传感器的制备,通过电化学方法监测免疫反应,实现了对三聚氰胺的检测。结果显示,线性范围5-1500ng/mL,检出限0.2ng/mL。同时,我们对牛奶实际样品进行测定,回收率范围91-110.5%。4.实现了金纳米粒子、石墨烯/壳聚糖分散物以及己烯雌酚抗原混合物在电极上的固定化,对构建的免疫传感器通过电化学方法监测免疫反应,对己烯雌酚进行检测。结果显示,线性范围0.5-1500ng/mL,检出限0.1ng/mL。同时,我们对猪肉实际样品进行测定,回收率范围71.2-117.7%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 食品安全
• 1.2 检测现状
• 1.3 电化学免疫传感器
• 1.3.1 非标记电化学免疫传感器
• 1.3.2 标记型电化学免疫传感器
• 1.4 纳米材料在电化学生物传感器中的应用
• 1.4.1 碳纳米管电化学生物传感器
• 1.4.2 纳米颗粒电化学生物传感器
• 1.4.3 纳米线、纳米棒电化学生物传感器
• 1.4.4 片状、层状纳米材料电化学生物传感器
• 1.4.5 纳米阵列电化学生物传感器
• 1.5 纳米电化学生物传感器的制备方法
• 1.5.1 吸附法
• 1.5.2 分子自组装法
• 1.5.3 溶胶-凝胶法
• 1.5.4 静电层层组装法
• 1.5.5 包埋法
• 1.5.6 共价键合法
• 1.6 本论文的选题依据和主要内容
• 1.6.1 本论文的选题依据
• 1.6.2 本论文的主要内容
• 1.6.3 本论文的创新性
• 第2章 基于纳米金/碳纳米管/普鲁士蓝修饰电极的免疫传感器检测莱克多巴胺
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与药品
• 2.2.2 碳纳米管-莱克多巴胺抗原-BSA共轭物的构建
• 2.2.3 莱克多巴胺免疫传感器的构建
• 2.2.4 动物饲料样品的制备
• 2.2.5 猪肉样品的前处理
• 2.2.6 仪器和检测过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 电化学传感器的构建
• 2.3.2 电化学传感器的循环伏安结果与分析
• 2.3.3 电化学免疫传感器检测莱克多巴胺的原理
• 2.3.4 莱克多巴胺的测定
• 2.3.5 免疫传感器的稳定性
• 2.3.6 动物饲料实际样品的测定
• 2.3.7 猪肉实际样品的测定
• 2.4 结论
• 第3章 基于碳纳米管和离子液体复合物修饰电极的免疫传感器检测莱克多巴胺
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 修饰电极的制备
• 3.2.3 猪饲料样品前处理
• 3.2.4 电化学测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 电化学免疫传感器检测莱克多巴胺的原理
• 3.3.2 免疫检测实验条件的优化
• 3.3.3 电化学传感器的循环伏安结果与分析
• 3.3.4 莱克多巴胺的检测
• 3.3.5 免疫传感器的重复性、稳定性和再生
• 3.3.6 饲料样品的分析
• 3.4 结论
• 第4章 基于石墨烯-壳聚糖修饰电极的免疫传感器检测三聚氰胺
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 石墨烯的制备
• 4.2.3 修饰电极的制备
• 4.2.4 牛奶样品前处理
• 4.2.5 电化学测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 石墨烯的表征
• 4.3.2 电化学免疫传感器检测三聚氰胺的原理
• 4.3.3 免疫检测实验条件的优化
• 4.3.4 电化学传感器的循环伏安结果与分析
• 4.3.5 三聚氰胺的检测
• 4.3.6 免疫传感器的重复性、稳定性和再生
• 4.3.7 牛奶样品的分析
• 4.4 结论
• 第5章 基于纳米金-石墨烯-壳聚糖复合物修饰电极的免疫传感器检测己烯雌酚
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器与试剂
• 5.2.2 修饰电极的制备
• 5.2.3 猪肉样品前处理
• 5.2.4 电化学测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 免疫传感器检测己烯雌酚的原理
• 5.3.2 免疫检测实验条件的优化
• 5.3.3 电化学传感器的循环伏安结果与分析
• 5.3.4 己烯雌酚的检测
• 5.3.5 免疫传感器的重复性、稳定性
• 5.3.6 猪肉样品的分析
• 5.4 结论
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢