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《湖南大学》 2011年
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基于纳米材料的生物传感技术在食品安全中的应用

张一芳  
【摘要】:纳米材料(nano material)由纳米粒子所组成,是指晶粒尺寸小于100nm的材料。由于粒径非常小,使得其具有独特的光学、电学、磁学、化学性能和催化性能。将纳米材料应用于生物传感技术可以大幅地提高生物传感器的相应性能。近年来由于一系列食品原料的化学污染、畜牧业中非法添加剂的使用、基因工程技术的应用,使食品污染导致的食源性疾病呈上升趋势,食品安全问题为全世界所关注。本文将纳米金、量子点两种纳米材料与合适的检测手段相连,以食品安全中常见的赭曲霉素A、克伦特罗(瘦肉精)、三聚氰胺为检测对象,构建了多种生物传感器。具体内容包括: (1)构建了一种基于聚硫堇/纳米金复合材料固定半抗原的电化学免疫传感器用于赭曲霉素A(OTA)的检测。首先利用硫堇在玻碳电极表面沉积形成一层聚合膜,纳米金通过静电吸附及配位作用连接到硫堇聚合膜的表面,从而使赭曲霉素A-卵清蛋白(OTA-OVA)偶联物在电极表面的负荷量显著提高。根据间接免疫竞争的原理,当样品中存在游离的OTA时,它与固定于电极表面的OTA-OVA偶联物分子竞争结合溶液中有限的小鼠抗OTA单克隆抗体,最终结合到电极表面的抗体与样品中的OTA含量成反比。碱性磷酸酯酶标记的马抗小鼠IgG二抗选择性地与电极表面的OTA单抗反应,并催化底物1-萘酚磷酸酯(1-NP)水解生成1-萘酚,1-萘酚具有电活性,在电极表面氧化产生电信号,检测下限达2.5ng/mL,从而实现了对OTA的定量分析。 (2)开发了一种基于纳米金信号放大的电化学免疫传感器用于瘦肉精—克伦特罗(CL)的检测。首先在金电极表面自组装1,6-己二硫醇(HDT)单分子膜,然后通过纳米金与巯基间的Au-S作用组装一层金纳米颗粒构建传感界面,从而使克伦特罗–牛血清蛋白(CL-BSA)偶联物在电极表面的负荷量显著提高。将样品与一定量的小鼠抗克伦特罗单克隆抗体培育一段时间,再滴于电极表面。最终结合到电极表面的抗体与样品中的克伦特罗含量有关。最后利用碱性磷酸酯酶标记的马抗小鼠IgG二抗与一抗结合后,催化底物1-萘酚磷酸酯(1-NP)水解,从产生电信号并进行检测。该传感器具备操作简单、灵敏度高、特异性好等优点,检测下限达到20pg/mL。 (3)利用胸腺嘧啶(碱基T)与三聚氰胺之间能形成特异性的三氢键结构,提出了一种基于荧光量子点淬灭的生物传感技术用于三聚氰胺的检测。将标记有氨基的碱基T与巯基乙酸修饰的CdSe/ZnS水溶性量子点偶联。当样品中存在三聚氰胺时,三聚氰胺能与碱基T形成特异性的三氢键结构,从而使量子点团聚而发生荧光淬灭。当三聚氰胺浓度在5μmol/L~2mmol/L范围内时,随着三聚氰胺浓度增加,荧光强度逐渐变小,检测下限达3.9μmol/L。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TS207.3;O657.1

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