基于纳米材料增敏技术的β-受体激动剂分子印迹传感器的研究

摘要

β-受体激动剂类药物在畜牧生产中具有促进动物生长及减少脂肪沉积的作用，但其易在动物体内残留，影响动物产品安全并危害人类健康。目前我国对此类药物的监管是先使用免疫速测技术对样品进行筛查，而后对可疑样品进行仪器确证分析。免疫速测技术易出现假阳性和假阴性，仪器确证前处理时间长，因此有必要开发高效灵敏的分析技术以满足对此类药物的分析要求。
　　分子印迹传感器能够结合分子印迹聚合物专一性吸附的特性及传感器快速灵敏分析的特点，提高了检测分析效率，但也存在对β-受体激动剂等小分子物质分析检测信号响应差，灵敏度不足的缺点。纳米材料具有比表面积大和表面反应活性高等特点，可作为分子印迹传感器的增敏材料。基于此，本研究中将分子印迹技术与纳米技术相结合，通过不同方式修饰纳米材料和印迹聚合物，得出了以下结论:
　　(1)采用石墨烯/纳米金杂化纳米材料修饰玻碳电极，在此基础上以邻苯二胺为功能单体，莱克多巴胺为模板分子，采用电聚合法制备了分子印迹电化学传感器。研究结果表明，当石墨烯采用滴涂法、纳米金采用电聚合法;聚合介质为乙酸铵缓冲液(pH=5.2)，聚合电位为0-2.0V，聚合圈数为10圈，模板与功能单体比例为1∶3，模板洗脱溶液为pH=7.0PBS且采用电洗脱的方式时，可以制得性能较好的分子印迹传感器。在优化后的条件下进行分析时，检测限为0.0244ng/mL，尿液基质回收率高于80％。研究制得的纳米材料分子印迹传感器比同类电化学传感器有着更高的灵敏度，石墨烯纳米金能够对分子印迹传感器起到增敏作用。
　　(2)在现有文献报道基础上通过优化交联剂和致孔剂的用量制备了莱克多巴胺分子印迹聚合物微球，结合石墨烯/纳米金复合纳米材料采用直接旋涂法制备得到分子印迹SPR传感器。结果显示，制得的SPR传感器表面分子印迹聚合物及复合纳米材料能够均匀分布，且厚度适中;使用PBS(pH=7.0)为缓冲溶液，样品溶剂为PBS/乙腈（体积为9∶1），再生液为乙酸/乙腈（体积比为3∶7）时，仅需780s即可完成单个样品分析过程，分析效率高，且对β-受体激动剂类药物SAL及CL有着良好的选择性和灵敏度，检出限可达5ng/mL。对比现有研究报道中分子印迹SPR传感器(检出限一般为20-50ng/mL)，研究中使用的复合纳米材料能够显著的提高SPR传感器的灵敏度，可为其他小分子物质使用此传感器提供技术参考。
　　本研究中，通过在玻碳电极和裸金芯片表面修饰石墨烯/纳米金及印迹聚合物制备出了具高选择性和高灵敏度、能够快速准确分析β-受体激动剂的分子印迹电化学传感器和分子印迹SPR传感器，并建立相应的分析方法，研究结果可为其他物质制备分子印迹传感器进行残留分析提供参考。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 研究背景

1．1．1 β-受体激动剂概述

1．1．2 β-受体激动剂的检测分析

1．1．3 分子印迹传感器

1．1．4 纳米材料的增敏作用

1．2 研究目的及意义

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 基于纳米杂化增敏材料莱克多巴胺分子印迹电化学传感器的研究

2．1 前言

2．2 试验材料

2．2．1 主要仪器

3．2．1 主要试剂

2．3 试验方法

2．3．1 电极修饰前处理及纳米材料的制备

2．3．2 纳米杂化材料修饰分子印迹传感器的制备

2．4 结果与讨论

2．4．1 修饰电极的表征

2．4．2 纳米金在石墨烯修饰电极上的沉积(rGO-AuNPs-GCE的制备)

2．4．3 分子印迹聚合物在修饰电极表面的聚合(rGO-AuNPs-MIP-GCE的制备)

2．4．4 修饰电极的电化学性能评价

2．4．5 模板分子的去除

2．4．6 电化学传感器分析方法的建立

2．4．7 与其他电化学传感器对比

2．5 本章结论

第三章 莱克多巴胺分子印迹聚合物微球的制备及其特性研究

3．1 前言

3．2 试验材料

3．2．1 主要仪器

3．2．2 主要试剂

3．3 试验方法

3．3．1 莱克多巴胺分子印迹聚合物微球的制备

3．3．2 液相色谱条件

3．3．3 聚合物微球扫描电镜分析

3．3．4 聚合物微球的平衡结合试验与Scatchard分析

3．3．4 聚合物微球的类特异性试验

3．4 结果与讨论

3．4．1 分子印迹聚合物的合成及评价

3．4．2 分子印迹聚合物的吸附动力学研究

3．5 本章结论

第四章 基于石墨烯／纳米金增敏的分子印迹SPR传感器的制备及应用

4．1 前言

4．2 试验材料

4．2．1 主要仪器

4．2．2 主要试剂

4．3 试验方法

4．3．1 石墨烯／纳米金复合材料(GNPs／rGO)的制备

4．3．2 MIP／GNPs／rGO-SPR芯片的制备

4．3．3 MIP／GNPs／rGO-SPR芯片的表征

4．3．4 SPR仪器分析程序

4．4 结果与讨论

4．4．1 石墨烯／纳米金复合材料评价

4．4．2 MIP／GNPs／rGO-SPR芯片制备过程

4．4．3 MIP／GNPs／rGO-SPR芯片分析性能评价及优化

4．4．4 MIP／GNPs／rGO-SPR及NIP／GNPs／rGO-SPR芯片的选择性和重复性

4．4．5 纳米复合材料GNPs／rGO对印迹芯片增敏作用分析

4．5 本章结论

第五章 全文结论与展望

5．1 主要结论

5．2 主要创新点

5．3 主要问题

5．4 展望

参考文献

附录

致谢

作者简历