用于食品和饲料中己烯雌酚检测的传感器研究

摘要

己烯雌酚（diethylstilbestrol，DES）是动物养殖业中一种常见的医用激素类药物，但不允许作为饲料添加剂加以使用。由于己烯雌酚具有促进动物生长的作用，目前它被大量非法用于动物饲料中，这种非法使用已对食品安全构成了严重威胁。所以，饲料或动物性食品中己烯雌酚的检测及监控就显得尤为重要。虽然目前已有许多DES的检测方法，但这些方法都存在诸如检测过程繁琐、检测速度慢、仪器昂贵、检测结果可靠性差等不足之处，难以对DES进行准确、快速、高效的检测。为了及时有效地检测药物残留、保障食品安全，研究并建立方便、快捷、灵敏的DES检测方法无疑十分重要。 本研究尝试以传感方式来检测DES，设计了两种不同类型的DES传感器：电化学传感器和免疫生物传感器，其中重点研究了后者。在免疫生物传感器的研究中，分别以葡萄糖氧化酶（GOD）和过氧化氢酶（CAT）作为标记酶，开发了两种DES免疫生物传感器。 电化学传感器的研究结果表明，在0－8.4 mg/L的浓度范围内，DES氧化峰电流与其浓度之间呈线性关系，R=0.99906，最低检测限为0.12 mg/L，可用于DES含量高的样品（如：饲料）的检测；干扰试验发现，除了一些DES结构类似物外，其它物质几乎不对测试产生干扰；使用此方法对样品中添加的DES进行了测定，平均回收率为97.0％，RSD为1.36％。此法与其它检测方法相比较，最大的优点是操作简便、检测速度快和检测成本低廉。 免疫生物传感器的研究是基于竞争酶免疫反应原理，通过检测连接到抗体膜上的酶量来间接确定DES的量。在实验中分别使用了CAT和GOD来标记DES，以CAT作为标记酶时，用过氧化氢测定仪检测过氧化氢的减少量（CAT作用于过氧化氢所导致）来推算酶量进而确定样品中DES的量。结果表明，DES浓度在8-600 μg/L的范围内呈线性关系，R=-0.99387，最低检出限可达7.76 μg/L，回收试验的平均回收率为103.6％，RSD为4.99％；以GOD作为标记酶时，是直接检测酶与底物反应过程中的电化学信号来确定酶量，在此试验中还利用辣根过氧化物酶（HRP）进行了二次酶促反应用以使反应信号得到放大，结果表明，在0.1-8.1 μg/L的浓度范围内呈线性关系，R=-0.99881，最低检出限为0.073 μg/L，回收试验的平均回收率为98.0％，RSD为3.67％。使用这两种标记酶制作传感器均获得了很好的检测效果，传感器具有很好的抗干扰能力，灵敏度和重现性也都很好。这也表明，免疫生物传感器用于检测DES是可靠的。 本文建立的DES传感器分析方法的意义主要表现在：（1）具有快速、灵敏、可靠、高效等优点，因而具相当的实用性；（2）免疫生物传感器在国内外尚未见报道，因此本文使用的工作原理可为其它物质检测传感器的研制提供借鉴。