基于胶体金光热效应的快速检测方法研究及装置研制

摘要

近年来，食品安全问题越来越受到社会的重视，其中对食品中致病菌、农兽药残留等有害物质的检测方法研究是监督食品安全的重要保障。对食品中有害物质的检测方法有多种，胶体金（Gold nanoparticles, GNPs）试纸条检测方法是常用的快速检测方法之一。胶体金试纸条检测方法包括胶体金免疫层析技术和胶体金免疫渗滤技术，本论文主要研究基于胶体金免疫层析技术的检测方法。胶体金免疫层析技术是一种以GNPs作为显色物质的免疫层析检测技术，通常根据抗原上表位的数目分为双抗夹心法和竞争法，载体可以为硝酸纤维素膜(Nitrocellulose membrane, NC)，玻璃等，广泛应用于食品、医疗检测等领域。传统胶体金免疫层析试纸条通常通过视觉检测法得出检测结果，但这种检测方法灵敏度一般较低。
　　本研究分为五个部分：第一章概述了试纸条检测方法的分类、GNPs的制备方法和性质，介绍了GNPs的标记技术和光热效应机理，重点介绍了胶体金试纸条的视觉检测方法和胶体金试纸条读卡器检测方法及其研究进展，以及基于GNPs光热效应的应用及其研究进展。第二章建立了一种基于GNPs光热效应的鼠伤寒沙门氏菌层析式试纸条检测方法。制备了GNPs，并与抗体组成金标抗体复合物，制作了鼠伤寒沙门氏菌免疫层析式试纸条，对其制作过程进行了优化。优化了光热检测的激光照射时间，分别用视觉检测法及热像仪光热效应检测法检测，得到了鼠伤寒沙门氏菌的最低检测限，分别为1.57×107 CFU·mL-1和1.7×106 CFU·mL-1，光热效应检测法与视觉检测法相比，灵敏度提高了约9倍。第三章选用双抗夹心法商品化鼠伤寒沙门氏菌试纸条和竞争法商品化盐酸克伦特罗试纸条双抗夹心，利用视觉检测法及热像仪光热效应检测法进行了定量检测，确定了商品化胶体金试纸条采用视觉检测法及热像仪检测法检测鼠伤寒沙门氏菌及盐酸克伦特罗的最低检测限。鼠伤寒沙门氏菌试纸条视觉检测法和热像仪检测法的检测限分别为1.13×107 CFU·mL-1及1.2×106 CFU·mL-1，热像仪检测方法与视觉检测方法相比，灵敏度提高了约9倍。盐酸克伦特罗试纸条视觉检测法和热像仪检测法的检测限分别为5 ng·mL-1及0.5 ng·mL-1，热像仪检测方法与视觉检测方法相比，灵敏度提高了约10倍。第四章研制了一种小型红外温度传感器装置，将第二章和第三章中测试的自制和商品化鼠伤寒沙门氏菌试纸条和商品化盐酸克伦特罗试纸条用红外温度传感器进行光热检测。分别对激光照射距离、传感器测量距离及激光照射时间进行了优化，确定了胶体金免疫试纸条方法采用视觉检测法及红外传感器光热效应检测法检测鼠伤寒沙门氏菌及盐酸克伦特罗的最低检测限。自制鼠伤寒沙门氏菌试纸条视觉检测法和传感器检测法检测限分别为1.57×107 CFU·mL-1及1.25×106 CFU·mL-1，传感器检测方法与视觉检测方法相比，灵敏度提高了约12倍。商品化鼠伤寒沙门氏菌试纸条视觉检测法和传感器检测法检测限分别为1.13×107 CFU·mL-1及1.0×106 CFU·mL-1，传感器检测方法与视觉检测方法相比灵敏度提高了约11倍。盐酸克伦特罗试纸条视觉检测法和传感器检测法检测限分别为5 ng·mL-1及0.3 ng·mL-1，传感器检测方法与视觉检测法相比灵敏度提高了约16倍。第五章总结了建立的基于 GNPs光热效应的快速检测方法以及研制的检测装置，该方法能够实现待测物的快速检测，与试纸条视觉检测法相比灵敏度得到显著提高，且具有简单快捷、不需借助大型仪器及应用广泛的特点。

目录

声明

中英文名词术语对照

第一章 绪 论

1 试纸条检测方法概述

2 试纸条检测方法的分类

3 胶体金及其光热效应概述

4 胶体金试纸条的检测方式及其研究进展

5 本论文研究的目的和意义

第二章 自制胶体金层析式试纸条检测方法的建立

1 研究目的与意义

2 实验材料及器材

3 方法与步骤

4 结果分析与讨论

5 本章小结

第三章 商品化胶体金试纸条的热像仪检测方法的建立

1 研究目的与意义

2 实验材料及器材

3 方法与步骤

4 结果分析与讨论

5 本章小结

第四章 胶体金试纸条红外温度传感器检测方法的建立

1 研究目的与意义

2 实验材料及器材

3 方法与步骤

4 结果分析与讨论

5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢