基于磁控適配體傳感體系的農(nóng)產(chǎn)品中典型霉菌毒素檢測研究.pdf

1、霉菌毒素不僅給人類造成巨大的經(jīng)濟損失，而且對人類造成致病性危害。目前，農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素的檢測技術(shù)存在靈敏度低、檢測范圍窄、耗時、重復性差、制備復雜、局限于單一檢測，而且檢測對象局限于干擾成分少的酒類或谷類食品農(nóng)產(chǎn)品中等缺點，已不能滿足國內(nèi)外市場的需求且成為目前急需解決的問題。本研究以磁性材料為載體，不同納米材料為信號探針，構(gòu)建磁控適配體比色、熒光、電化學傳感體系，并將其應用到農(nóng)產(chǎn)品中赭曲霉毒素 A（OTA）和伏馬毒素 B1（FB1）的檢

2、測中，以達到快速、靈敏、同時檢測的目的。開發(fā)出一種農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素在線、現(xiàn)場檢測方法。具體研究內(nèi)容如下：
　　1.首次采用一鍋溶劑熱法制備核殼型（Au核@Fe3O4殼）納米異質(zhì)結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，其催化過氧化氫（H2O2）氧化活性分別是同等條件下制備的Fe3O4納米粒子（NPs）和消溶掉Fe3O4 NPs制備的Au NPs的1.3和5.2倍。偶聯(lián)制備捕獲DNA（cDNA）連接的Au@Fe3O4納米生物探針和適配體連接的玻璃球（GB）并通

3、過適配體與 cDNA之間的雜化反應將兩者偶聯(lián)制備納米生物復合物。當納米生物復合物與OTA溫育后，由于適配體與OTA之間的特異性結(jié)合，導致Au@Fe3O4納米粒子從玻璃球表面脫附。首次利用磁控收集的Au@Fe3O4 NPs能與H2O2和四甲基聯(lián)苯胺進行顯色反應，并記錄H2SO4終止反應得到的黃色溶液的吸光度，成功構(gòu)建基于磁控Au@Fe3O4為標記物的適配體比色傳感體系。該傳感體系在優(yōu)化條件下，OTA的濃度與黃色溶液的吸光度呈現(xiàn)良好的正相關(guān)

4、性，線性范圍為0.5～100 ng mL?1，檢出限為30 pg mL?1（S/N=3）。成功將構(gòu)建的適配體比色傳感體系用于花生樣品中OTA的分析檢測?；厥章屎拖鄬藴势睿≧SD）的結(jié)果表明所構(gòu)建的適配體傳感體系完全適用于花生檢測。比色檢測方法的提出，提高了農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素檢測的效率、降低了檢測成本，為酶聯(lián)免疫檢測技術(shù)提供新思路。
　　2.首次采用一鍋水熱法制備熒光性質(zhì)優(yōu)良的氮雜石墨烯量子點（NGQDs）和改進的St?ber法制

5、備氮雜石墨烯量子點摻雜的二氧化硅納米球（NGQD@SiO2）。以適配體偶聯(lián)的核殼型磁性微球（Fe3O4核@Au殼，MB）為載體，以cDNA偶聯(lián)的NGQD@SiO2納米球為納米生物探針，通過cDNA與適配體之間的雜化反應將納米生物探針與MB偶聯(lián)制備納米生物復合物。當納米生物復合物與 OTA溫育后，由于適配體與 OTA之間的特異性結(jié)合，導致部分NGQDs@SiO2納米球從MB表面脫附。首次利用NGQDs@SiO2納米球同時具有優(yōu)良的電化學發(fā)

6、光（ECL）和熒光（FL）性能，成功構(gòu)建 ECL和 FL雙方法檢測的適配體傳感體系。該傳感體系在優(yōu)化條件下，OTA的濃度與ECL和FL信號分別呈現(xiàn)良好的負相關(guān)和正相關(guān)性，線性范圍分別為1 pg mL?1～10 ng mL?1和10 pg mL?1～100 ng mL?1，檢出限分別為0.5 pg mL?1和3 pg mL?1(S/N=3)。成功將構(gòu)建的適配體傳感體系應用于花生樣品中的OTA檢測?；厥章屎蚏SD的結(jié)果表明所構(gòu)建的適配體傳感

7、體系完全適用于花生檢測。ECL和FL雙方法檢測的提出，提高了農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素檢測的精確性、準確性和靈活性。
　　3.首次采用改進的St?ber法制備SiO2包覆大量CdTe量子點（QDs）的核殼結(jié)構(gòu)的納米球（CdTe核@SiO2殼）以及在其表面通過靜電吸附進一步負載大量的CdTe QDs制備熒光性質(zhì)優(yōu)良的CdTe@SiO2@CdTe納米球。對比CdTe@SiO2和CdTe@SiO2@CdTe的熒光性能，發(fā)現(xiàn)后者熒光強度是前者的1.

8、8倍，實現(xiàn)了熒光強度放大的目的。以適配體偶聯(lián)的MB為載體，以 cDNA偶聯(lián)的CdTe@SiO2@CdTe納米球為納米生物探針，通過cDNA與適配體之間的雜化反應將納米生物探針與 MB偶聯(lián)制備納米生物復合物。該納米生物復合物與 OTA溫育后，由于適配體與 OTA之間的特異性結(jié)合，導致部分 CdTe@SiO2@CdTe從 MB表面脫附。首次利用了熒光強度放大機制，成功構(gòu)建了基于CdTe@SiO2@CdTe為標記物的熒光適配體傳感體系。該傳感

9、體系在優(yōu)化條件下， OTA的濃度與熒光強度呈現(xiàn)良好的正相關(guān)性，線性范圍為15 pg mL?1～100 ng mL?1，檢出限為5.4 pg mL?1(S/N=3)。成功將構(gòu)建的傳感體系應用于花生樣品中的OTA檢測。回收率和RSD的結(jié)果表明所構(gòu)建的適配體傳感體系完全適用于花生中OTA的檢測。
　　4.制備發(fā)射紅色熒光的CdTe QDs以及油溶性的PbS QDs，并利用配體交換技術(shù)制備水溶性的PbS QDs；采用靜電吸附方法分別實現(xiàn)C

10、dTe QDs和PbS QDs在SiO2納米球表面的大量負載，制備SiO2@CdTe和SiO2@PbS納米球。以捕獲DNA1（cDNA1）偶聯(lián)的MB為載體（MB-cDNA1），以O(shè)TA的適配體（aptamer1）偶聯(lián)的SiO2@CdTe納米球為納米生物探針（aptamer1-SiO2@CdTe），通過cDNA與適配體之間的雜化反應將納米生物探針與 MB偶聯(lián)制備MB-cDNA1/aptamer1-SiO2@CdTe納米生物復合物。相同制備

11、得到MB-cDNA2/aptamer2-SiO2@PbS納米生物復合物。上述兩種納米生物復合物與OTA和FB1溫育后，aptamer1和FB1的適配體（aptamer2）與OTA和FB1的特異性結(jié)合會使大量的SiO2@CdTe和SiO2@PbS從MB表面脫附。對SiO2@CdTe和SiO2@PbS進行酸溶處理后得到Cd2+和Pb2+待測液，隨后在鉍膜修飾的玻碳電極表面富集金屬Cd和Pb，利用方波伏安法（SWV）測定Cd和Pb在電極表面經(jīng)

12、過氧化所產(chǎn)生的溶出伏安峰，首次構(gòu)建了基于SiO2@CdTe和SiO2@PbS為標記物的電化學適配體傳感體系用于玉米樣品中OTA和FB1的同時檢測。該傳感體系在優(yōu)化條件下，OTA和FB1濃度的對數(shù)與SWV峰電流強度之間呈現(xiàn)良好的負相關(guān)性，線性范圍分別為10 pg mL?1～10 ng mL?1和50 pg mL?1～50 ng mL?1，檢出限分別為5 pg mL?1和20 pg mL?1（S/N=3）。回收率的結(jié)果表明所構(gòu)建的適配體傳感

13、體系可以適用于玉米中OTA和FB1的同時檢測。
　　研究表明，基于不同納米粒子構(gòu)建的磁控適配體比色、熒光、電化學傳感體系能實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品（花生和玉米）中霉菌毒素的快速、靈敏、同時檢測，也為其它農(nóng)產(chǎn)品的霉菌毒素檢測提供借鑒。由于納米材料的吸附、信號放大、催化以及特殊的光電性能與增強光電信號的能力，顯著地增強了霉菌毒素傳統(tǒng)檢測方法的靈敏度。同時，比色傳感體系能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素的裸眼半定量檢測，不僅增強了檢測的便攜性，而且降低了檢測成