基于单壁碳纳米管的电化学免疫传感器检测头孢氨苄的研究

摘要

动物性食品的兽药残留一直是影响食品安全的重要问题，其中最主要的兽药残留药物是抗生素。头孢类抗生素是一类广谱半合成抗生素，具有抗菌谱广、抗菌作用强、耐青霉素酶、过敏反应较青霉素类少见等优点，在抗感染治疗中占有十分重要的地位，临床应用广泛，使头孢氨苄在动物性食品中的残留情况日趋严峻。国内传统检测方法，无法满足现场快速测定和筛查，本研究依据免疫学基本原理，利用头孢氨苄的多克隆抗体和改进的玻碳电极(GCE)成功建立了一种快速，灵敏的新型电化学免疫传感器用于头孢氨苄(CEX)测定。主要研究结果如下:
　　羧基化单壁碳纳米管(SWNTs-COOH)和壳聚糖(CS)导电性复合材料的制备。本研究将SWNTs-COOH和CS相结合，用于加快电子传导速率和扩大电极表面积，从而放大CEX的电流响应。通过循环伏安法(CV)对修饰后的GCE进行表征，SWNTs-COOH/CS/GCE具有明显的氧化还原峰及较大的峰值电流。
　　电化学免疫传感器的制备。采用活泼酯法制备出头孢类抗生素包被抗原CEX-OVA。利用EDC/NHS活化SWNTs-COOH/GCE上的羧基后，CEX-OVA通过蛋白质氨基端与SWNTs-COOH上的活化羧基连接，加入anti-CEX和CEX单体后发生抗原抗体特异性结合，加入辣根过氧化物酶标记羊抗兔IgG(H+L)以后，传感器用CV法和差分脉冲伏安法(DPV)表征。
　　电化学免疫传感器检测头孢抗生素方法的建立及其验证。在优化条件下，建立了电化学免疫传感器检测头孢抗生素的方法，并用ELISA的方法进行了验证。在1～800μg/ml范围内，CEX浓度与DPV峰值电流的线性关系为y=-0.057ln(x)+1.512，线性相关系数R2=0.9882，检出限为45.7ng mL-1(S/N=3)。对于结构相似的其他6种头孢类抗生素交叉反应率由大到小依次为头孢羟氨苄，头孢拉定，头孢噻肟，头孢呋辛，头孢哌酮，头孢唑啉。在实际样品测定中，选择牛奶、酸奶、奶粉、牛肉、鱼肉和虾肉等6种样品，在6个浓度水平下，加标回收率在75.39％～94.04％之间。电化学的试验结果与ELISA具有良好的拟合关系，说明电化学免疫传感器的方法可行。
　　该免疫传感器具有良好的稳定性。电化学免疫传感器的CV峰值电流与扫描速率呈现良好线性关系;在4℃保存6天，DPV峰值电流仅下降10.7％。
　　本研究建立的电化学免疫传感器方法具有灵敏度高、检出限低、稳定性好和快速简便等优点，可应用于动物性食品中头孢氨苄残留的检测。传感器作为新型便携装置，成本低，操作简单，快速灵敏，可用于现场大量样品的快速检测和筛查，可以为食品安全检测提供有力支持，具有广阔的应用前景。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 引言

1．1 目的意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 理化分析法

1．2．2 免疫分析法

1．2．3 电化学免疫传感器研究进展

1．3 存在的主要问题

1．4 本研究的主要内容

2．1．1 主要试剂

2．1．2 缓冲液体系制备

2．1．3 主要设备仪器

2．2 试验流程图

2．3 试验方法

2．3．3 工作电极预处理

2．3．4 CEX电化学免疫传感器的制备

2．3．5 电化学免疫传感器工作条件优化

2．3．6 样品处理

2．3．7 ELISA方法验证

3 结果与分析

3．2 工作电极的修饰与表征

3．3 免疫传感器的电化学表征

3．4 电化学免疫传感器工作条件优化

3．4．1 SWNTs-COOH／CS复合物用量优化

3．4．2 温育时间优化

3．4．3 anti-CEX浓度优化

3．4．4 HRP-anti-antibody浓度优化

3．5 扫描速率对峰值电流的影响

3．6 CEX的电流响应

3．7 电化学方法加标回收率

3．8 电化学方法的特异性

3．9 电化学方法的稳定性

3．10 ELISA法对电化学方法的验证

3．10．1 ELISA标准曲线的建立

3．10．2 ELISA加标回收率

3．10．3 ELISA交叉反应率

3．10．4 ELISA结果与电化学结果的相关性分析

4．1 全文总结

4．1．1 CEX包被原的合成与鉴定

4．1．2 电化学免疫传感器的构建与应用

4．1．3 ELISA分析方法对电化学方法的验证

4．2 本研究的创新点

4．3 展望

参考文献

作者简介

致谢