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
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文檔簡介
1、本文考察了生物傳感器應(yīng)用于堆肥復(fù)雜系統(tǒng)中污染物檢測的可行性。結(jié)合目前已經(jīng)完成的工作討論了酶生物傳感器與基于免疫分析技術(shù)的免疫傳感器對于檢測堆肥系統(tǒng)中的污染物的研究情況。 堆肥化技術(shù)正日益在城市生活垃圾處理中廣泛應(yīng)用,隨著人們對環(huán)境質(zhì)量的要求不斷提高,與堆肥處理城市生活垃圾的一系列相關(guān)檢測要求和手段也應(yīng)該相應(yīng)匹配。堆肥復(fù)雜系統(tǒng),其組成復(fù)雜,且具有不確定性和時變性的特點(diǎn),常規(guī)檢測方法如分光光度法,高效液相色譜法(HPLC),氣相色譜
2、法等方法對其進(jìn)行檢測,常常受困于待測物濁度的限制和干擾物質(zhì)的影響,并且分析前對待測物要進(jìn)行繁瑣復(fù)雜的萃取、提純、濃縮、分離等步驟,費(fèi)時長,試劑用量大,費(fèi)用高等一系列影響。生物傳感器具備選擇性好、靈敏度高、響應(yīng)快、操作簡便、樣品需要量少、可微型化、費(fèi)用花費(fèi)少等優(yōu)點(diǎn),將其引入堆肥系統(tǒng)檢測,可以大大提高堆肥化技術(shù)處理城市生活垃圾的效率。 首先研究了一種基于核/殼磁性納米粒子固定漆酶生物傳感器檢測堆肥系統(tǒng)中酚類物質(zhì)。制備Fe3O4磁性納
3、米顆粒,將其功能化并利用戊二醛將漆酶共價固定,借助磁場吸附在磁性碳糊電極上。利用漆酶能夠在有氧氣存在的條件下,直接催化還原酚類物質(zhì)的特性制備成傳感器,檢測堆肥復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)的污染物。固定在電極表面的漆酶保持了很好的活性。該生物傳感器的檢測鄰苯二酚的檢測下限為7.5×10-7 mol/L,線性范圍是7.5×10-7~2.75×10-4 mol/L,對苯二酚的檢測下限為1.5×10-8 mol/L,線性范圍是1×10-7~1.37×10-4 m
4、ol/L,達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流95%所需時間大概為70 s。將該傳感器檢測堆肥浸出液中酚的含量的結(jié)果與高效液相色譜法對比,兩者非常接近。為快速、低成本在線檢測酚含量提供技術(shù)支持。 接著,引入ANN分析手段,能在生物傳感器檢測的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立一種在線檢測、預(yù)測系統(tǒng),從而更高效地進(jìn)行堆肥復(fù)雜系統(tǒng)中污染物的檢測。借助ANN訓(xùn)練過程中的黑箱模型功能,以及它非線性、自我學(xué)習(xí)和自我適應(yīng)的特點(diǎn),建立BP-ANN模型,從而實(shí)現(xiàn)對堆肥復(fù)雜系統(tǒng)中對苯二
5、酚濃度的軟測量,并將ANN模型與回歸模型的性能進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)ANN模型的性能明顯優(yōu)于回歸模型。盡管現(xiàn)在得到的只是一個初步的模型,但可為以后更復(fù)雜系統(tǒng)的模型的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 最后,運(yùn)用免疫分析技術(shù)檢測一種環(huán)境激素——毒莠定。把毒莠定采用碳化二亞胺法與牛血清蛋白結(jié)合,合成既有免疫原性又有反應(yīng)原性的完全抗原,注射入家兔體內(nèi)進(jìn)行免疫培養(yǎng),制備出高效價的毒莠定免疫抗體。通過雙向瓊脂擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)和ELISA免疫實(shí)驗(yàn)鑒定抗體性能。擬再進(jìn)一步把毒莠
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