基于分子識別原理的快速檢測技術的基礎研究.pdf

1、食品安全問題是關系到國計民生和社會穩(wěn)定的重大公共安全問題，近年來，食品質(zhì)量安全問題日益突出，一直倍受世人的關注。因此，加快開發(fā)快速、靈敏、穩(wěn)定的食品安全檢測技術及產(chǎn)品勢在必行。
　　 目前，農(nóng)藥、獸藥和食品添加劑殘留的檢測廣泛使用的方法是色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術或生物免疫檢測方法，這勢必存在設備昂貴、樣品前處理麻煩、樣品檢測數(shù)量有限、使用技能要求較高等問題，遠遠滿足不了食品安全保障的需求。本課題提出基于分子識別原理，探索快速檢測技術的新

2、思路。以三聚氰胺這個食品安全的熱點問題為切入點，設計合成了一個能與三聚氰胺發(fā)生相互作用的識別分子，探索了三聚氰胺與識別分子之間的相互作用過程，并借助可變色的聚聯(lián)乙炔囊泡，構(gòu)建了一個三聚氰胺可視化感受元件并對其初步應用進行了研究，為后期基于分子識別原理的快速檢測技術方法的研究奠定了基礎。
　　 本課題研究的內(nèi)容有：
　　 (1)識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、成帶有識別基團的bola型兩親分子——1,12-二乳清酸基十二烷基二胺鹽(1,12-diaminododecane diorotate，簡稱DDO)，通過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)，用動態(tài)光散射技術(DLS)、熒光探針技術、等溫滴定量熱技術(ITC)、透射顯微技術(TEM)、電化學工作站等詳細研究了DDO分子的性質(zhì)及其在水溶液中發(fā)生自聚集行為的機制，實驗結(jié)果表明這種帶有識別基團的DDO分子在

4、水溶液中能自發(fā)形成囊泡結(jié)構(gòu)。同時，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，說明DDO與異電性傳統(tǒng)表面活性劑混合體系有較強的形成囊泡的能力，尤其是SDS/DDO混合體系。另外，NaBr可以誘導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分子帶有的分子識別基團使其具備

5、作為識別分子的潛力，DDO分子的兩親性使其在溶液中聚集為囊泡，為分子識別提供更大的界面，為實現(xiàn)三聚氰胺的檢測奠定了基礎。
　　 (2)DDO與三聚氰胺識別過程的研究
　　 本研究發(fā)現(xiàn)三聚氰胺具有熒光特性，三維熒光光譜中，當激發(fā)波長為250nm時，發(fā)射波長為360nm附近有較強的熒光信號。同時，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)生猝滅涉及兩種機制，當三聚氰胺濃度較低時(5×10-5mol/L)，發(fā)生靜態(tài)猝滅，當三聚氰胺濃度較高時(2×10-3niol/L)，同時發(fā)生動態(tài)猝滅和靜態(tài)猝滅。
　　 ITC測定的三聚氰胺與DDO相互作用的熱力學參數(shù)顯示吉布斯自由能(△G)是負值，說明兩者之間的相互作用是自發(fā)進行的。低場脈沖核磁測定三聚氰胺與DDO混合體系的橫向馳豫時間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可以作為檢測三聚氰胺的識別分子。
　　 (3)三聚氰胺可視化感受元件的初步應用研究
　　 以聚聯(lián)乙炔變色囊泡作為DDO分子檢測三聚氰胺的載體，構(gòu)建了一個三聚氰胺可視化感受元件。通過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)造一種將檢測與顯示集為一體的聚聯(lián)乙炔變色囊泡，分子識別的過程通過變色囊泡的顏色改變而