不同偶联比的毒死蜱、杀螟硫磷人工抗原的制备及表征

论文摘要

农药的应用,对农业的增产增收具有重要的作用。然而,随着人们对农药的广泛过度使用,对环境生物安全和人类健康都产生了巨大危害。农药残留的控制与检测是目前急需解决的重要问题。传统的有机磷农药检测方法主要是理化分析方法,如利用气相色谱仪、液相色谱仪、气-质联用仪、液-质联用仪等进行农药残留量的分析方法,但这些方法耗时长、成本高、难以满足现场快速检测的需要。而建立在免疫分析基础上的农药免疫传感器有望成为一种准确迅速、简便廉价的农药残留检测方法。在农药残留检测的免疫传感器中,半抗原和人工抗原的制备是农药免疫传感器研究与应用的关键,欲对农药残留进行免疫分析,必须先制备出农药人工抗原,进而制备出相应的抗体。因此,本论文主要作了以下几个方面的工作:1.有机磷农药毒死蜱人工抗原的制备及表征首先对毒死蜱进行结构修饰,毒死蜱结构式中吡啶环上第6位碳上的Cl原子在碱性条件下易被3-巯基丙酸取代,引入含有羧基的连接臂,得到毒死蜱结构衍生物,并提出了多次水洗的方法对毒死蜱分子的衍生物进行了纯化,经气-质联用仪（GC/MS）表征,反应原料3-巯基丙酸可被除去,达到了纯化的目的。与常用的过硅胶柱纯化方法相比,本方法具有简便易行、成本低,污染少等突出优点。然后分别通过活泼酯法、混合酸酐法、碳二亚胺法将毒死蜱衍生物与牛血清白蛋白（BSA）偶联,并采用紫外光谱、红外光谱、GC/MS等方法进行了表征。结果证明,以上三种方法都可以成功合成毒死蜱人工抗原,经测定偶联比分别为:23:1,18:1,6:1。此外还考察了不同的投料比、偶联时间对人工抗原偶联比的影响,投料比选择1:1,2:1,5:1三个水平,偶联时间分别选择1、2、4、6、24h五个水平进行最佳条件的确定,结果表明,不同的偶联时间对人工抗原的偶联比有一定的影响,偶联比先随着偶联时间的增长而逐渐增大,由16增加到27,在6h之后不再随时间变化,说明蛋白质分子上的半抗原数目达到了最大。偶联比对抗体的制备有重要影响。一般认为,最佳的偶联比为10～20:1,本文偶联时间为1h时,偶联比为16:1,因此,活泼酯法合成毒死蜱人工抗原的最佳偶联反应时间选用1h。而不同的反应投料比对人工抗原的偶联比影响不大,按上述投料比进行实验,得到的偶联比依次为34:1,36:1,39:1,从节约成本的角度考虑,我们认为反应投料比选用1:1最佳。为毒死蜱免疫传感器的制备解决了一个关键技术问题。2.有机磷农药杀螟硫磷人工抗原的制备及表征杀螟硫磷分子结构上缺少能够直接与蛋白质进行偶联的活性基团,而杀螟硫磷的初级代谢产物氨基杀螟硫磷的苯环上含有能与蛋白质连接的活性基团—氨基,故氨基杀螟硫磷可为先导化合物与蛋白载体连接。采用醋酸-锌粉-盐酸法还原,将杀螟硫磷分子上的硝基还原成氨基。经红外光谱仪、气-质联用仪（GC/MS）表征,证明杀螟硫磷分子上的硝基确实已被还原成氨基。再分别采用重氮化法、戊二醛法将还原的杀螟硫磷与牛血清白蛋白偶联,成功制备了人工抗原。并采用紫外光谱、红外光谱等方法进行了表征,结果证明人工抗原合成成功。经测定采用重氮化法和戊二醛法合成的人工抗原的偶联比分别为37:1, 25:1,为杀螟硫磷免疫传感器的制备解决了一个关键问题。本方法与文献报道的杀螟硫磷人工抗原的合成方法相比,具有合成步骤少,成本低,更简便宜行等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 农药残留检测的意义和方法
• 1.1.1 农药残留检测的重要性
• 1.1.2 有机磷农药的检测方法及存在的问题
• 1.2 免疫传感器简介
• 1.2.1 农药残留免疫传感器的构造
• 1.2.2 农药半抗原的制备
• 1.2.2.1 农药分子半抗原的设计
• 1.2.2.2 农药分子半抗原的合成
• 1.2.2.3 影响农药分子半抗原质量的因素
• 1.2.3 农药人工抗原的制备
• 1.2.3.1 制备农药人工抗原常用的载体
• 1.2.3.2 农药人工抗原的合成方法
• 1.2.3.3 影响农药人工抗原质量的因素
• 1.2.3.4 农药人工抗原的纯化
• 1.2.3.5 农药人工抗原的表征
• 1.2.3.6 农药人工抗原偶联比的测定
• 1.3 我们的工作
• 第2章 毒死蜱人工抗原的合成及表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 仪器与试剂
• 2.3.2 溶液的配制
• 2.3.3 毒死蜱半抗原的制备
• 2.3.4 毒死蜱人工抗原的制备
• 2.3.4.1 活泼酯法
• 2.3.4.2 混合酸酐法
• 2.3.4.3 碳二亚胺法
• 2.3.5 毒死蜱半抗原和人工抗原的表征
• 2.3.6 毒死蜱人工抗原偶联比的测定
• 2.3.7 最佳偶联比条件的确定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 毒死蜱半抗原的表征
• 2.4.1.1 毒死蜱半抗原的红外光谱表征
• 2.4.1.2 气-质联用仪对毒死蜱半抗原的表征
• 2.4.2 毒死蜱人工抗原的表征
• 2.4.2.1 红外光谱表征
• 2.4.2.2 紫外光谱表征
• 2.4.3 毒死蜱人工抗原偶联比的测定
• 2.4.4 最佳偶联条件的确定
• 2.4.4.1 最佳偶联时间
• 2.4.4.2 最佳反应投料比
• 2.4.5 结论与展望
• 第3章 杀螟硫磷人工抗原的合成与表征
• 3.1 前言
• 3.2 实验原理
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 仪器与试剂
• 3.3.2 溶液的配制
• 3.3.3 杀螟硫磷半抗原的合成
• 3.3.4 杀螟硫磷人工抗原的合成
• 3.3.4.1 重氮化法
• 3.3.4.2 戊二醛法
• 3.3.5 杀螟硫磷半抗原和人工抗原的表征
• 3.3.6 杀螟硫磷人工抗原偶联比的测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 杀螟硫磷半抗原的表征
• 3.4.1.1 杀螟硫磷半抗原的红外光谱表征
• 3.4.1.2 气-质联用仪对杀螟硫磷半抗原的表征
• 3.4.2 杀螟硫磷人工抗原的表征
• 3.4.2.1 红外光谱表征
• 3.4.2.2 紫外光谱表征
• 3.4.3 杀螟硫磷人工抗原的偶联比的测定
• 3.4.4 结论与展望
• 参考文献
• 在校期间发表的论文
• 致谢