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《江西师范大学》 2018年
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基于新型纳米材料信号放大的生物传感界面的构筑及其在赭曲霉毒素A检测中的研究

黄亚培  
【摘要】:赭曲霉毒素A具有强烈的肾毒性、肝毒素、免疫毒性,并存在潜在的致癌、致畸和致突变性。它不但与人类健康关系密切,而且对农作物污染也大。因此,OTA在食品安全中被快速灵敏的定量分析和检测极为重要。生物传感器是一种将生物技术、传感技术两者相结合发展而来的,集选择性好、灵敏度高、操作简便等优点于一体的分析技术。近年来,基于功能化纳米材料信号放大技术构建的新型生物传感器用于检测真菌毒素的研究受到了广泛的关注。本文主要从功能化纳米材料的制备,传感器仿生界面的构建,信号放大技术的设计等方面进行研究,并构建了三种新型的生物传感器,实现了对OTA的灵敏检测,开展的具体工作如下:1.基于“即时”催化剂的信号放大构建了一种新型阻抗免疫传感器用于OTA的灵敏检测。将氧化石墨烯/聚酰胺胺(PAMAM)/Mn~(2+)标记的OTA抗体(anti-OTA-GO-PAMAM-Mn~(2+)),作为信标探针。通过竞争型免疫传感模式,能够成功修饰在电极表面。随后Mn~(2+)与KMnO_4发生氧化还原反应原位产生大量MnO_2纳米催化剂。该“即时”催化剂在无H_2O_2存在下,能够直接催化4-氯-1-萘酚氧化并沉积在电极表面,从而增加电化学阻抗值。在最优实验条件下,用交流阻抗法测定其线性范围为0.1 pg mL~(-1)-30 ng mL~(-1),检测限为0.055 pg mL~(-1)。2.基于二硫化钼纳米片的催化还原特性构建了一种新型的无标记型电化学适配体传感器,实现了对红酒中OTA的快速、灵敏检测。首先,将OTA适配体与修饰在电极上的DNA探针配对结合在金电极表面,当存在OTA目标物时,适配体将从电极上被竞争脱落,继而MoS_2能够吸附在单链DNA探针上。最终,该电极在含有一定量过氧化氢的缓冲溶液中进行检测,利用二硫化钼对过氧化氢的催化还原,实现了检测信号的放大。在最优实验条件下,响应峰电流值与OTA的浓度在0.5 pg m L~(-1)-1.0 ng m L~(-1)范围内呈现出良好的线性关系,检测限达到0.23 pg mL~(-1)。3.以OTA为研究对象,建立了基于双重信号放大的光电化学适配体传感器检测方法。将GO/CdS/MoS_2/AuNPs光电活性复合材料修饰于电极表面,作为传感电极基底固定辅助DNA,OTA适配体与辅助DNA杂交形成双链结构。卟啉通过插入方式结合双链DNA,同时敏化基底光电材料,产生很强的光电流背景信号。引入目标物OTA,一方面导致电极表面光敏剂卟啉脱落,从而显著减弱光电流信号;另一方面,二氧化硅纳米颗粒标记的DNA结合到电极表面,由于空间位阻效应,进一步减弱信号,光电流的变化与目标物浓度在一定范围内存在线性相关关系。该构建的PEC适配体传感器对OTA的检测表现出了灵敏度高、选择性好及稳定性高等特点。此外,该传感器已成功应用于红酒样品中OTA的检测,为发展多样的PEC适配体传感器提供了一种新途径。
【学位授予单位】:江西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB383.1;TP212.3

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