基于分子識(shí)別原理的快速檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、食品安全問(wèn)題是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生和社會(huì)穩(wěn)定的重大公共安全問(wèn)題，近年來(lái)，食品質(zhì)量安全問(wèn)題日益突出，一直倍受世人的關(guān)注。因此，加快開(kāi)發(fā)快速、靈敏、穩(wěn)定的食品安全檢測(cè)技術(shù)及產(chǎn)品勢(shì)在必行。
　　 目前，農(nóng)藥、獸藥和食品添加劑殘留的檢測(cè)廣泛使用的方法是色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)或生物免疫檢測(cè)方法，這勢(shì)必存在設(shè)備昂貴、樣品前處理麻煩、樣品檢測(cè)數(shù)量有限、使用技能要求較高等問(wèn)題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了食品安全保障的需求。本課題提出基于分子識(shí)別原理，探索快速檢測(cè)技術(shù)的新

2、思路。以三聚氰胺這個(gè)食品安全的熱點(diǎn)問(wèn)題為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)合成了一個(gè)能與三聚氰胺發(fā)生相互作用的識(shí)別分子，探索了三聚氰胺與識(shí)別分子之間的相互作用過(guò)程，并借助可變色的聚聯(lián)乙炔囊泡，構(gòu)建了一個(gè)三聚氰胺可視化感受元件并對(duì)其初步應(yīng)用進(jìn)行了研究，為后期基于分子識(shí)別原理的快速檢測(cè)技術(shù)方法的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 本課題研究的內(nèi)容有：
　　 (1)識(shí)別分子的合成及性質(zhì)表征
　　 采用乳清酸作為親水基，1,12-二氨基十二烷作為疏水鏈合

3、成帶有識(shí)別基團(tuán)的bola型兩親分子——1,12-二乳清酸基十二烷基二胺鹽(1,12-diaminododecane diorotate，簡(jiǎn)稱(chēng)DDO)，通過(guò)傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和核磁共振波譜(NMR)鑒定了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)(DLS)、熒光探針技術(shù)、等溫滴定量熱技術(shù)(ITC)、透射顯微技術(shù)(TEM)、電化學(xué)工作站等詳細(xì)研究了DDO分子的性質(zhì)及其在水溶液中發(fā)生自聚集行為的機(jī)制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種帶有識(shí)別基團(tuán)的DDO分子在

4、水溶液中能自發(fā)形成囊泡結(jié)構(gòu)。同時(shí)，研究了DDO分子與異電性傳統(tǒng)表面活性劑混合體系形成囊泡的情況，ITC和TEM等結(jié)果表明上述混合體系在很寬的混和比例下都有囊泡存在，說(shuō)明DDO與異電性傳統(tǒng)表面活性劑混合體系有較強(qiáng)的形成囊泡的能力，尤其是SDS/DDO混合體系。另外，NaBr可以誘導(dǎo)SDS/DDO混合體系表現(xiàn)出較為豐富的聚集行為，包括囊泡，絲狀，網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，說(shuō)明DDO聚集體的尺寸和形態(tài)具有可操控性。因此，DDO分子帶有的分子識(shí)別基團(tuán)使其具備

5、作為識(shí)別分子的潛力，DDO分子的兩親性使其在溶液中聚集為囊泡，為分子識(shí)別提供更大的界面，為實(shí)現(xiàn)三聚氰胺的檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2)DDO與三聚氰胺識(shí)別過(guò)程的研究
　　 本研究發(fā)現(xiàn)三聚氰胺具有熒光特性，三維熒光光譜中，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為250nm時(shí)，發(fā)射波長(zhǎng)為360nm附近有較強(qiáng)的熒光信號(hào)。同時(shí)，由于DDO的親水部分既是氫鍵的供體又是氫鍵的受體，可以和三聚氰胺形成氫鍵，這種分子間的相互作用使三聚氰胺的熒光猝滅。研究還發(fā)現(xiàn)，D

6、DO分子聚集形成囊泡后與其單體分子相比對(duì)三聚氰胺的熒光猝滅效率更高。DDO使三聚氰胺的熒光發(fā)生猝滅涉及兩種機(jī)制，當(dāng)三聚氰胺濃度較低時(shí)(5×10-5mol/L)，發(fā)生靜態(tài)猝滅，當(dāng)三聚氰胺濃度較高時(shí)(2×10-3niol/L)，同時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)猝滅和靜態(tài)猝滅。
　　 ITC測(cè)定的三聚氰胺與DDO相互作用的熱力學(xué)參數(shù)顯示吉布斯自由能(△G)是負(fù)值，說(shuō)明兩者之間的相互作用是自發(fā)進(jìn)行的。低場(chǎng)脈沖核磁測(cè)定三聚氰胺與DDO混合體系的橫向馳豫時(shí)間T

7、2，表明DDO分子降低了三聚氰胺和水的結(jié)合度，DDO和三聚氰胺之間形成了穩(wěn)定的氫鍵。因此，DDO可以作為檢測(cè)三聚氰胺的識(shí)別分子。
　　 (3)三聚氰胺可視化感受元件的初步應(yīng)用研究
　　 以聚聯(lián)乙炔變色囊泡作為DDO分子檢測(cè)三聚氰胺的載體，構(gòu)建了一個(gè)三聚氰胺可視化感受元件。通過(guò)DDO的疏水鏈與變色囊泡的疏水鏈之間的吸引力將其錨定于囊泡中，構(gòu)造一種將檢測(cè)與顯示集為一體的聚聯(lián)乙炔變色囊泡，分子識(shí)別的過(guò)程通過(guò)變色囊泡的顏色改變而