乳源蜡样芽孢杆菌电化学纳米免疫传感器的研究

摘要

本研究结合电化学分析可实现在线检测，不受样品的浊度、颜色的影响，所需设备仪器相对简单的特点以及酶促反应的高效性、免疫分析无需对样品进行纯化、富集等预处理的特点，以玻碳电极为基体电极，采用共价键合、静电吸附和自组装单分子层等生物分子固定技术，并借助纳米金的吸附能力强、比表面积大、良好的生物相容性和隧道效应等特性以及壳聚糖良好的成膜性、机械性能、生物相容性等特性构建了性能良好的过氧化氢、牛IgG及蜡样芽孢杆菌电化学传感器应用于食品安全检测分析中。
　　本研究主要内容包括：⑴以交联有辣根过氧化物酶的电子媒介体硫堇的壳聚糖为桥联剂，吸附纳米金于玻碳电极，借助纳米金吸附固定HRP制备了过氧化氢生物传感器。利用光谱扫描、生物薄膜干涉技术、循环伏安法及交流阻抗法表征了吸附、组装的各个阶段。利用计时电流法对H2O2进行测定，结果表明该生物传感器检测的线性范围为1×10-7～1×10-4 mol/L，检测限为5.0×10-8 mol/L。并对其寿命、稳定性、重现性及选择性进行了研究，结果证实该传感器具有一定的使用价值。⑵以壳聚糖作为桥联剂连接金纳米颗粒于玻碳电极，用纳米金固定HRP标记的兔抗牛IgG构建了检测牛免疫球蛋白 G的电化学免疫传感器。通过交流阻抗法和循环伏安法表征电极组装的各个过程电化学特性，用电流-时间法测定PBS缓冲液稀释的标准牛免疫球蛋白 G。结果免疫反应前后稳态电流的变化率与牛 IgG的质量浓度的对数在10-1～104 ng/mL范围内线性相关，相关系数为0.9976。该传感器重现性及稳定性良好，成本较低，操作方便简单，可用于含牛免疫球蛋白G制品中牛IgG含量的定量检测。⑶以壳聚糖为桥联剂固定第一层纳米金于玻碳电极并吸附固定抗蜡样芽孢杆菌单克隆抗体，以滴电极方式将硫堇-壳聚糖/纳米金-HRP复合物固定于上述电极并吸附抗蜡样芽孢杆菌单克隆抗体构建了双层纳米金修饰的蜡样芽孢杆菌电化学免疫传感器。利用循环伏安法、交流阻抗法表征电极组装的各个阶段，利用计时电流法对蜡样芽孢杆菌进行测定，结果该传感器的响应电流与菌浓度在5×101～5×104cfu/mL范围内呈线性关系，相关系数为0.9966，检测限为10 cfu/mL，并对实际应用做了初步研究，为进一步用于乳品质量控制奠定了基础。

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第一章 前 言

1.1 电化学传感器的概述

1.2 乳品质量检测控制

1.3 纳米材料概述

1.4 壳聚糖概述

1.5 选题依据

1.6 课题研究的意义

第二章 试验材料与方法

2.1 纳米金的合成与表征

2.2 玻碳电极 (GCE)的预处理及其效果表征

2.3 基于辣根过氧化物酶/纳米金-硫堇/壳聚糖修饰的过氧化氢生物传感器的研究

2.4 牛免疫球蛋白G电化学纳米免疫传感器的研究

2.5 双层纳米金修饰的乳源蜡样芽孢杆菌电化学免疫传感器的研究

第三章 结果与讨论

3.1纳米金的UV-Vis及TEM表征

3.2 电极预处理效果的电化学表征

3.3 基于辣根过氧化物酶/纳米金-硫堇/壳聚糖修饰的过氧化氢生物传感器的研究

3.4 牛IgG电化学纳米免疫传感器的研制

3.5 双层纳米金修饰的乳源蜡样芽孢杆菌电化学免疫传感器的研究

第四章 结论

4.1研究结论

4.2研究创新点

4.3研究尚存问题

第五章 展望

参考文献

发表论文、参加科研情况说明

致谢