分子印迹SERS基底制备及其用于食品污染物检测

摘要

近年来食品安全事件的不断曝光，使人们愈发认识到食品安全的重要性，发展高效、快速、灵敏的检测方法是保证食品质量及安全的有效举措。多种分析方法与仪器的联用可以规避单个方法的局限性，在食品分析领域同样需要不同方法的结合以扩展食品污染物的检测方法，从而实现对特定目标分析物的高效检测。自20世纪90年代以来，表面增强拉曼散射(SERS)技术飞速发展，加之其原位、无损、抗水干扰、灵敏度高的优点使其在食品安全领域广泛应用，但其选择性对分析检测而言远远不够。而由分子印迹技术(MIT)所制备出的分子印迹聚合物(MIPs)具有良好的选择性，随着制备工艺的日趋成熟，其在分析领域也被广泛应用。
　　基于以上背景，本文将具有高灵敏度的SERS技术与高选择性的MIT结合，分别以具有SERS增强性能的Au NPs、SiO2@Ag NPs为载体，制备了两种分子印迹SERS基底，分别用于食品污染物展青霉素(PAT)和双酚A(BPA)的灵敏特异检测。具体研究内容如下:
　　1.基于第一代“热点”制备了Au NPs分子印迹SERS基底将其用于食品中PAT检测。以Au NPs产生的热点提供SERS增强，在优化其粒径后得到能提供最佳SERS增强性能的粒径为50nm;接着以4-乙烯吡啶(4-VP)为功能单体、1，4-二丙烯酰基哌嗪(PDA)为交联剂、辣根过氧化物酶(HRP)为引发剂、PAT为模板分子，发生自由基聚合及表面印迹，得到能够特异性识别PAT的分子印迹SERS(MIPs-SERS)基底。此基底对PAT的检测具有较高的灵敏度，检测线性范围为7.00×10-12mol/L～5.00×10-8mol/L，检出限为5.37×10-12mol/L（S/N=3）。以PAT的结构类似物为干扰物进行特异性实验验证了此MIPs-SERS基底对PAT的选择性。最后，以蓝莓酱、柚子酱、橙汁为实际样品，证实了此方法的准确性及实用性。
　　2.基于第二代“热点”制备了SiO2@Ag NPs分子印迹SERS基底并将其用于水体中BPA检测。以SiO2NPs负载的Ag NPs为载体，与单分散的Ag NPs相比，此核-卫星状的SiO2@Ag NPs复合材料表面的Ag NPs紧密堆积，产生了更多“热点”，进一步增强了SERS活性;接着以正硅酸乙酯(TEOS)为功能单体、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为交联剂、BPA为模板分子在SiO2@Ag NPs表面进行印迹，得到能够特异性识别BPA的MIPs-SERS基底，此基底对BPA具有较高的灵敏度，检测线性范围为1.75×10-9mol/L～1.75×10-6mol/L，检出限为1.46×10-11mol/L(S/N=3)。特异性实验验证了此MIPs-SERS基底对BPA具有良好的选择性，重现性和稳定性研究也获得了较好的结果，实际水体样品的加标回收实验验证了此基底的实用性。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一章 绪论

1 食品污染物概述

1．1 常见食品污染物分类及危害

1．2 常见食品污染物检测方法及检测现状

2 表面增强拉曼散射(SERS)简介

2．1 SERS研究进展

2．2 SERS的增强机理

2．3 基于“热点”的SERS增强

2．4 SERS基底在分析检测中的应用

3 分子印迹技术简介

3．1 分子印迹技术概述

3．2 分子印迹聚合物制备方法

3．3 分子印迹聚合物的应用

4 SERS分子印迹基底在分析检测中的应用

5 论文设计思路及意义

5．1 论文设计思路

5．2 论文技术路线图

第二章 Au NPs分子印迹SERS基底制备及其用于果酱中展青霉素(PAT)检测

1 前言

2 试剂与仪器

2．1 试剂

2．2 仪器

3 实验方法

3．1 Au NPs的制备

3．2 Au NPs分子印迹SERS基底的制备

3．3 PAT检测

3．4 特异性检测

3．5 实际样品的处理及检测

4 结果与讨论

4．1 Au NPs的表征

4．2 Au NPs分子印迹SERS基底表征

4．3 Au NPs分子印迹SERS基底优化

4．4 检测条件优化

4．5 MIPs和NIPs吸附性能比较

4．6 PAT检测

4．7 特异性检测

4．8 实际食品样品中PAT的检测

5 本章小结

第三章 SiO2@Ag NPs分子印迹SERS基底制备及其用于水体中双酚A(BPA)检测

1 前言

2．1 试剂

2．2 仪器

3 实验方法

3．3 BPA检测

3．4 特异性检测

3．5 实际样品的处理及检测

4 结果与分析

4．1 MIP-ir-SiO2@Ag NPs的表征

4．2 SiO2@Ag NPs分子印迹SERS基底的SERS活性验证

4．3 检测条件优化

4．4 MIPs和NIPs吸附性能比较

4．5 BPA检测

4．6 特异性、重现性及稳定性研究

4．7 实际水体样品中BPA检测

5 本章小结

1 总结

2 展望

参考文献

致谢

附录