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《宁波大学》 2017年
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水体中生物毒素的分离与测定

商芳  
【摘要】:本论文将水体中的生物毒素作为主要研究对象,利用新型纳米复合材料,结合电化学技术和生物技术,对水体中存在的生物毒素,如河豚毒素、微囊藻毒素等进行了分离与测定。石墨烯及其复合材料具有良好的光电性能,在电化学传感器的构建过程中应用广泛;电化学技术由于具有灵敏度高,检测限低,操作简单等优点也已经广泛应用于环境中各类目标物的快速检测。本研究主要通过制备新型纳米复合材料,结合高灵敏的电化学技术,构建新型电化学传感器用于水体中生物毒素的快速灵敏检测。具体包括如下内容:1、基于Nafion-Graphene-Ru(bpy)32+复合材料的电化学发光传感器检测河豚毒素本研究制备了一种Nafion-graphene-Ru(bpy)32+复合材料,用于修饰玻碳电极,制备了一种快速、经济、高灵敏度和高选择性的电化学发光传感器,实现了对河豚毒素的快速、灵敏检测。Nafion由于具有良好的电化学稳定性和较高的离子选择性,可以很好地应用于玻碳电极的修饰过程中,实现一步法将石墨烯和Ru(bpy)32+固定于玻碳电极表面。Nafion-graphene-Ru(bpy)32+复合物修饰的玻碳电极不仅可以用作固相微萃取工具实现河豚毒素的富集,同时,还可以增强电化学发光传感器的稳定性。在最佳实验条件下,该传感器电化学发光强度与河豚毒素浓度的对数在0.5~5000 ng/mL范围内呈现出良好的线性关系,线性相关系数为0.996,检测限为0.1 ng/mL。本研究制备的一步法电化学发光传感器具有良好的稳定性,重现性和精密度,可以很好地应用于水环境和食品安全中河豚毒素的检测。2、基于多功能石墨烯复合材料的电化学免疫传感器检测微囊藻毒素-LR本研究制备了一种基于多功能氧化石墨烯复合材料的电化学免疫传感器用于检测水体中的微囊藻毒素-LR(MC-LR)。利用氧化石墨烯(GO)表面富含的含氧官能团,通过交联剂EDC和NHS,将抗体固定于GO表面,用于特异性识别和捕获MC-LR。同时,在氧化石墨烯复合材料中,引入金纳米颗粒和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐用于改善电极表面电子传递速率,提高电流响应,从而提高检测灵敏度。一步法将制备的多功能氧化石墨烯复合材料修饰于玻碳电极表面,得到需要的电化学免疫传感器,用于水环境中MC-LR的检测。该传感器在MC-LR浓度为0.1~1000 ng/mL范围内呈现良好的线性关系,拟合方程为ΔI=1.447+0.620×logCMC-LR(ng/mL),线性相关系数为0.996,检测限为0.1 ng/mL,说明该传感器可以很好地应用于MC-LR的检测。3、基于多功能石墨烯/Fe3O4-Au捕获探针和luminol-AuNPs发光标记物的夹心型电化学发光免疫传感器检测河豚毒素本研究制备了一种超高灵敏的夹心型电化学发光免疫传感器用于检测河豚毒素。该传感器由改性的氧化石墨烯/Fe3O4-Au多功能复合材料作为磁性捕获探针,luminol-AuNPs作为信号探针。氧化石墨烯/Fe3O4-Au复合物可以提供大的比表面积用于抗体固定,同时由于Fe3O4具有磁性,因此可以通过磁铁实现快速分离与清洗过程。luminol-AuNPs不仅具有优良的电化学发光特性,也可以通过Au-S和Au-N键的作用实现第二抗体的固定,因此,可以作为高效率的信号标记分子实现对第二抗体的标记。与此同时,制备的多功能石墨烯复合材料也起到了促进luminol-ECL电化学发光强度的作用,提高了该传感器的检测灵敏度。本研究制备的ECL免疫传感器在河豚毒素浓度为0.01~100 ng/mL范围内呈现出良好的线性关系,线性相关系数为0.993,可以很好地应用于食品安全中河豚毒素的检测。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X832;O657.1;TP212

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