采用SPR传感器检测抗生素等残留物的改进方法与实验

摘要

随着近年来食品安全事件的发生,人们越来越多的关注食品安全问题。牛奶中抗生素及非法添加剂等的残留会对人体造成危害。然而在牛奶中残留物检测领域,现有方法存在诸多弊端,因此发展新的检测方法势在必行。本文采用基于表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)的生物传感器检测牛奶中抗生素和三聚氰胺的残留,由于SPR生物传感器在该领域的发展还不完善,现有检测技术单一,因此,本文主要研究和发展了新的检测方法,丰富了SPR生物传感器用于抗生素等小分子残留物的检测理论。
　　 ⑴研究了基于SPR生物传感器的信号放大策略。在溶液竞争法的检测基础上,引入二次抗体进行二次检测,对信号进行放大,用于提高传感器检测的灵敏度,降低检测限。并对三种残留物,即氨苄青霉素、卡那霉素、链霉素的水溶液进行实验研究。结果表明,利用竞争法检测,三种残留物的最低检测限(Limit Of Detection,LOD),分别为1.7ng／mL、25 ng／mL和34 ng／mL,而利用信号放大法检测,三种残留物的最低检测限LOD为0.346ng／mL、11.89ng／mL和24.29ng／mL。因此,经实验验证,信号放大检测法的最低检测限不仅低于欧盟对各自的最大残留检测限(Maximum Residue Limit,MRL),而且优于竞争检测法。
　　 ⑵提出了一种利用同一SPR生物传感器检测多种残留物的新方法。引入分子标记技术,采用二次竞争将对待测物的检测转化为对同一分子标记物的检测,从而实现一次固定配体对多种不同结构的残留物进行检测。采用牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA),分别对卡那霉素、三聚氰胺、氨苄青霉素和链霉素四种残留物进行分子标记,采用同一SPR传感器对其水溶液进行了检测,结果表明,四种残留物的检测限分别为14.3ng／mL、7.89 ng／mL、0.51 ng／mL和8.08 ng／mL,均低于各自的最大残留检测限。因此,该方法有效的解决了传感器的专一性问题。
　　 ⑶提出了基于SPR生物传感器检测牛奶中残留物的两种新技术,不仅采用实验验证了方法的可行性,并对待测样品的预处理、传感芯片表面的预处理以及溶液的检测等一系列实验步骤建立了标准实验流程。本文的研究成果还可以推广到其他食品药品残留的检测领域。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 牛奶中各种残留物检测的意义

1.1.1 牛奶中各种残留物的来源与危害

1.1.2 牛奶中抗生素与三聚氰胺检测的意义

1.2 牛奶中抗生素与三聚氰胺的主要检测技术

1.2.1 概述

1.2.2 各检测技术的优缺点

1.2.3 发展新检测方法的必要性

1.3 基于SPR生物传感器的发展及在牛奶中残留物检测中的应用

1.3.1 SPR生物传感器的发展

1.3.2 SPR生物传感器在痕量检测领域中的应用

1.3.3 SPR生物传感器在牛奶中残留物检测中的发展与应用

1.4 本论文的主要研究内容

1.4.1 问题的提出

1.4.2 本论文的主要研究内容

1.4.3 本文章节安排

1.5 本章小结

第二章 表面等离子体共振生物传感器的基本原理

2.1 表面等离子体共振的基本原理与检测理论

2.2 基于表面等离子体共振的生物传感器的基本理论

2.2.1 表面等离子体共振传感器的表面修饰

2.2.2 基于表面等离子体共振生物传感器的生物分子相互作用分析

2.2.3 基于表面等离子体共振生物传感器的主要检测方法

2.3 本文表面等离子体共振生物传感器检测牛奶中残留物的原理

2.3.1 采用的BIAcore仪器与CM5芯片介绍

2.3.2 传感器芯片的生物修饰

2.3.3 本文检测方法的基本思想

2.3.4 基于表面等离子体共振生物传感器的浓度测量

2.3.5 芯片再生方法

2.4 本章小结

第三章 基于SPR生物传感器的信号放大策略与实验研究

3.1 基于SPR生物传感器的信号放大策略

3.1.1 信号放大策略概述

3.1.2 本文采用的信号放大策略

3.2 实验研究

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2 CM5芯片配体的固定与实验条件参数

3.2.3 传感器稳定性测定

3.2.4 样品的预处理

3.2.5 芯片再生

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 氨苄青霉素实验结果

3.3.2 卡那霉素实验结果

3.3.3 链霉素实验结果

3.3.4 讨论

3.4 本章小结

第四章 SPR生物传感器检测多种残留物的新技术与实验研究

4.1 SPR生物传感器检测多种残留物的新技术

4.1.1 现有SPR生物传感器检测多种残留物的方法

4.1.2 SPR生物传感器检测多种残留物的新技术的提出

4.2 采用同一SPR生物传感器检测多种残留物的基本理论

4.2.1 检测原理

4.2.2 样品预处理流程

4.2.3 检测流程

4.3 实验研究

4.3.1 仪器与试剂

4.3.2 CM5芯片配体的固定

4.3.3 样品的预处理

4.3.4 芯片再生

4.4 实验结果与讨论

4.4.1 抗BSA抗体的固定

4.4.2 对卡那霉素溶液的检测

4.4.3 对三聚氰胺溶液的检测

4.4.4 对氨苄青霉素溶液的检测

4.4.5 对链霉素溶液的检测

4.4.6 讨论

4.5 本章小结

第五章 全文总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢