脂质体免疫传感器应用于堆肥系统中有毒有害物质检测的研究

论文摘要

本文考察了免疫传感器应用于堆肥系统中污染物检测的可行性。结合目前已经完成的工作讨论了脂质体免疫传感器与脂质体免疫分析技术对于检测堆肥系统中的污染物的研究情况。堆肥化技术正日益在城市生活垃圾处理中广泛应用,随着人们对环境质量的要求不断提高,与堆肥处理城市生活垃圾的一系列相关检测要求和手段也应该相应匹配。堆肥系统的组成复杂,且具有不确定性和时变性的特点,常规检测方法如分光光度法,高效液相色谱法（HPLC）,气相色谱法等方法对其进行检测,常常受困于待测物浊度的限制和干扰物质的影响,并且分析前对待测物要进行繁琐复杂的萃取、提纯、浓缩、分离等步骤,费时长,试剂用量大,费用高等一系列影响。免疫传感器具备选择性好、灵敏度高、响应快、操作简便、样品需要量少、可微型化、费用花费少等优点,将其引入堆肥系统检测,可以大大提高堆肥化技术处理城市生活垃圾的效率。研究了一种基于电聚合作用的脂质体免疫传感器检测堆肥系统中有毒有害物质。利用脂质体包埋亚铁氰化钾,通过戊二醛交联毒莠定兔抗制成免疫脂质体,开发快速检测水中毒莠定的夹心型免疫传感器.在修饰电极的成分等方面优化传感器的工作参数,确定了Nafion、多壁碳纳米管（multiwalled carbon nanotubes, MWCNTs）和毒莠定兔抗浓度的最优值分别为0.5%、10mg/mL、50μg/mL。免疫传感器的制作及测定过程如下:采用循环伏安法促使3,4-乙烯二氧噻吩（3, 4-ethylenedioxythiophene, EDOT）发生电聚合作用,将毒莠定兔抗直接固定到被修饰的玻碳电极上,电极再依次与待测水样和毒莠定兔抗修饰的免疫脂质体培育一定时间,最后利用TritonX-100溶解与抗原结合的免疫脂质体,采用方波伏安法检测还原电流以反映毒莠定浓度,整个检测过程可以在70min内完成。在0.1mol/L的H3PO4中浸泡5min,可实现该传感器的良好再生。结果表明,毒莠定的检测下限达到了10-10 mol/L,线性区间为10-10～10-4 mol/L,适合饮用水中毒莠定浓度的检测要求。以除草剂二氯喹啉酸（quinclorac,简称Q）、氯化亚砜、氨基己酸和氨基丁酸等为起始原料,经2步化学反应分别合成了2种二氯喹啉酸半抗原:6-（3,7-二氯-8-喹啉甲酰基）氨基己酸（QC）和4-（3,7-二氯-8-喹啉甲酰基）氨基丁酸（QB）。并通过碳化二亚胺法和混合酸酐法将Q、QC和QB分别与载体蛋白（BSA）偶联制备了二氯喹啉酸的免疫抗原和包被抗原。结果表明,Q-BSA、QC-BSA、QB-BSA的结合比分别为1:1、1:9、1:4,其中QC-BSA具有较好的免疫原性。在研究中,我们还以纯的磷脂为原料,选择性地采用薄膜分散法、水浴超声法、乙醚注入法进行脂质体的制备,并对其制备效果进行了分析及比较。结果表明:薄膜分散法制备的脂质体相对较稳定;如果要得到粒度较小的脂质体,可以考虑结合薄膜过滤法和水浴超声法制备脂质体。水浴超声法及乙醚注人法制备的脂质体水相包埋率不高,不适合用来制备用于包覆水溶性药物的脂质体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪言
• 1.1 堆肥系统（COMPOST SYSTEM）
• 1.1.1 堆肥系统的发展概况
• 1.1.2 堆肥系统的组成
• 1.2 生物传感器（BIOSENSOR）
• 1.2.1 基本分类及应用
• 1.2.2 免疫分析技术
• 1.2.3 脂质体免疫传感器（liposome immunosensor，简称LIS）
• 第2章 免疫传感器应用于堆肥系统的可行性探讨
• 2.1 免疫传感器应用于堆肥系统中检测的可行性探讨
• 2.1.1 免疫传感器检测固相堆肥组分
• 2.1.2 免疫传感器检测液相堆肥组分
• 2.1.3 免疫传感器检测气相堆肥组分
• 2.2 脂质体免疫传感器应用于堆肥系统检测的可行性探讨
• 2.2.1 脂质体免疫传感器的工作原理
• 2.2.2 脂质体免疫传感器的制备
• 2.2.3 应用于环境中痕量物质检测的脂质体免疫传感器的实例
• 2.3 展望
• 第3章 脂质体免疫传感器检测堆肥系统中有毒有害物质检测的实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂和设备
• 3.2.2 制备脂质体
• 3.2.3 制备免疫脂质体
• 3.2.4 制作电极
• 3.2.5 测定方法
• 3.2.6 脂质体免疫传感器检测毒莠定
• 3.2.7 堆肥浸出液中的应用
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 脂质体的特征
• 3.3.2 修饰电极的最优化条件
• 3.3.3 检测毒莠定的标准曲线
• 3.3.4 检测毒莠定
• 3.3.5 脂质体免疫传感器的再生
• 3.4 结论
• 第4章 脂质体及免疫分析技术应用于堆肥系统的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 药品与试剂
• 4.2.2 器材
• 4.2.3 半抗原的合成
• 4.2.4 二氯喹啉酸人工抗原的合成
• 4.2.5 脂质体制备方法的比较
• 4.2.6 脂质体的分析方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 二氯喹啉酸人工免疫原的设计和合成
• 4.3.2 脂质体分析及方法比较
• 4.4 结论和展望
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表论文目录