基于磁性纳米粒子电化学转化的生物传感器检测氯霉素

摘要

抗生素残留是当前威胁食品安全的重要对象，其检测技术与仪器是当前解决相关问题的难点与挑战。电化学生物传感器是一种将电化学信号作为分析和检测信号的新型生物传感检测装置，具有特异性好、灵敏度高、检测速度快等优点，近年来，电化学生物传感器在食品安全快速检测领域发挥着重要作用。基于磁性材料的电化学生物传感器结合了磁性分离/富集的优势，显著提高了操作的便利性和检测性能，但是，磁性材料在检测信号产生方面作用较少。如何拓展磁性材料，使其在磁性质的基础上具备更多分析检测能力，是当前电化学生物传感研究的重要挑战，尤其是在涉及到复杂样品的食品安全检测领域。因此，本论文综述了当前食品安全中抗生素检测现状，提出了两种基于磁性纳米粒子(MNPs)电化学转化(ECC)的分离/富集-信号输出一体化新方法，发展了快速、简便和灵敏的电化学生物传感器检测氯霉素，检测限低至1ng mL-1，线性检测范围为1～10000ng mL-1，并具有良好的抗干扰和稳定性。“Signal-off”型电化学传感器在牛奶和河水样品中的回收率分别为82％～113％和89％～94％，“Signal-on”型电化学传感器在牛奶和河水样品中的回收率分别为87.2％～113.6％和88.2％～109.6％，都体现了较高的回收率。本论文提出的新型电化学生物传感器可望为抗生素等食品安全对象的快速检测提供有效手段。

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摘要

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附表清单

缩写、符号列表

1 绪论

1．1 引言

1．2 食品中抗生素残留检测方法介绍

1．3 生物传感器快速检测技术

1．3．1 光学生物传感器介绍

1．3．2 电化学生物传感器介绍

1．4 小结

2 “signal-off”型磁分离／富集-信号输出一体化电化学生物传感新方法

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与材料

2．2．4 MNPs-Apt磁纳米粒子表征

2．2．5 功能化金电极ssDNA／ETA／SA／DTSSP／Au的制备

2．2．6 核酸功能化金电极ssDNA／ETA／SA／DTSSP／Au自组装过程的电化学表征

2．2．7 ECC法制备普鲁士蓝及其表征

2．2．8 检测氯霉素标准样品

2．2．9 电化学传感器抗干扰性能测试和储藏稳定性性能测试

2．2．10 电化学生物传感器的实际样品检测

2．3 结果与讨论

2．3．1 MNPs的扫描电子显微镜图(SEM)

2．3．2 ECC处理前后电极表面显微镜图

2．3．3 MNPs-Apt制备过程中的FT-IR和Zeta电位表征图

2．3．4 核酸功能化金电极ssDNA／ETA／SA／DTSSP／Au制备过程中的电化学表征

2．3．5 MNPs经ECC转化后生成PB的结果图

2．3．6 电化学传感器检测条件的优化

2．3．7 适配体浓度的优化

2．3．8 氯霉素检测标准曲线绘制

2．3．9 抗干扰性能和储藏稳定性性能测试结果

2．3．10 实际样品的检测

2．4 小结

3 “Signal-on’’型磁分离／富集-信号输出一体化电化学生物传感新方法

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与材料

3．2．2 仪器与设备

3．2．5 功能化金电极S2／ETA／SA／DTSSP／Au的制备

3．2．8 Signal-on型电化学传感器对氯霉素标准样品的响应

3．2．9 电化学生物传感器的抗干扰性能测试

3．2．10 电化学生物传感器的实际样品检测

3．2．11 鸡肉样品前处理

3．3 结果与讨论

3．3．2 MNPs-S1-Apt制备过程中的傅里叶红外吸收光谱表征图(FT-IR)

3．3．3 核酸功能化金电极S2／ETA／SA／DTSSP／Au制备过程中的电化学表征结果

3．3．4 ECC方法提高电极导电性

3．3．5 电化学传感器检测氯霉素

3．3．6 功能化磁性纳米探针MNPs-S1-Apt浓度优化结果

3．3．7 MNPs-S1与S2／ETA／SA／DTSSP／Au特异性结合验证结果

3．3．8 氯霉素检测标准曲线绘制

3．3．9 抗干扰性能测试结果

3．3．10 实际样品的检测

3．3．11 不同检测方法对氯霉素检测性能的比较

3．4 小结

4 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

个人简历