若干小分子化合物的電化學(xué)傳感器構(gòu)建及抗氧化活性評價的電化學(xué)研究.pdf

1、作為一類重要的食品組分，小分子化合物是影響食品質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。一方面，外源或內(nèi)源性有害小分子物質(zhì)能夠嚴重威脅食品安全，另一方面，具有生物活性的小分子決定著食品的營養(yǎng)價值。由于小分子化合物結(jié)構(gòu)多變、含量低、且生物活性復(fù)雜，使得其含量測定和活性評價難度較大。對這類物質(zhì)的含量和活性進行準(zhǔn)確、快速、高效地檢測是保證食品安全和品質(zhì)及維護人類健康的當(dāng)務(wù)之急。作為一種新興的技術(shù)，電化學(xué)以其靈敏度及選擇性高、成本低廉與操作簡單等優(yōu)點，在小分子物質(zhì)的含

2、量測定和活性評價方面顯示了獨特的優(yōu)勢。本論文針對食品安全中備受關(guān)注的沙丁胺醇殘留和伏馬毒素污染及農(nóng)產(chǎn)品中的酚類物質(zhì)抗氧化性能的檢測展開了系列研究，利用納米技術(shù)通過抗原抗體之間的特異性識別構(gòu)建了檢測沙丁胺醇和伏馬毒素的電化學(xué)生物傳感器，并測定了酚酸和查爾酮的含量及抗氧化活性。具體研究內(nèi)容如下：
　　1.基于納米材料和免疫識別構(gòu)建檢測沙丁胺醇的電化學(xué)生物傳感器
　　在這一部分中，我們通過沙丁胺醇（半抗原）和沙丁胺醇-BSA抗原與

3、抗體之間的競爭性免疫反應(yīng)，利用多壁碳納米管和納米金的優(yōu)良導(dǎo)電性能，構(gòu)建了特異性檢測沙丁胺醇的電化學(xué)免疫傳感器，運用示差脈沖伏安法檢測了沙丁胺醇濃度。在1.5~35 ng mL-1范圍內(nèi)，電流差值（ΔI）與沙丁胺醇濃度對數(shù)值呈良好線性關(guān)系，其檢測限達到0.26 ng mL-1。結(jié)果表明，該傳感器具有較高靈敏度和精確度，且操作簡單，可運用于沙丁胺醇的現(xiàn)場檢測。
　　2.基于碳納米管修飾絲網(wǎng)印刷電極構(gòu)建檢測伏馬毒素的電化學(xué)生物傳感器

4、r>　　在這一部分中，我們采用一次性絲網(wǎng)印刷電極，利用碳納米管的優(yōu)良導(dǎo)電性能，基于抗原抗體的識別效應(yīng)構(gòu)建了一種拋棄型的可用于伏馬毒素B1快速實時檢測的電化學(xué)免疫傳感器。與非可拋型電極相比，該傳感器所用電極在使用前無需預(yù)處理，避免了交叉污染，提高了批量檢測的精度和重現(xiàn)性。在優(yōu)化條件下，伏馬毒素的線性響應(yīng)范圍為5.0~1000 ng mL-1，檢出限為1.5 ng mL-1，平均實際樣品回收率為93.05%。該傳感器展現(xiàn)了寬的檢測范圍，高的

5、靈敏度和精密度，有望對污染糧食和飼料中的伏馬毒素進行現(xiàn)場檢測。
　　3.蜂蜜中酚酸類物質(zhì)的電化學(xué)行為及其抗氧化性能研究
　　在此部分中，我們將電化學(xué)技術(shù)中循環(huán)伏安法和示差脈沖伏安法的優(yōu)勢相結(jié)合，對市場中10余種單花蜂蜜中酚酸類物質(zhì)的含量和抗氧化活性進行了定量分析。研究顯示，紫云英蜜酚酸含量最高，為57.22μg g-1；黃連蜜含量最低，為9.06μg g-1；且單花蜂蜜的抗氧化活性與酚酸類物質(zhì)含量之間呈現(xiàn)正相關(guān)：酚酸含量較高

6、的紫云英蜜和洋槐蜜的抗氧化活性也較高，酚酸含量較低的棗花蜜、黃連蜜和枇杷蜜的抗氧化活性也較低。此外，我們還采用經(jīng)典生物化學(xué)法（F-C法、DPPH脂質(zhì)清除率與FRAP法）研究了蜂蜜中酚酸的含量及抗氧化活性，并將電化學(xué)分析結(jié)果與之進行了比較和相關(guān)性分析。實驗表明，電化學(xué)檢測法與傳統(tǒng)測定法的抗氧化活性或者酚酸含量測定有所區(qū)別，但兩者之間均具有較高的相關(guān)性，這主要歸因于酚酸類物質(zhì)對不同方法敏感度的差異。前述結(jié)果表明了電化學(xué)技術(shù)可以用來測定酚酸含

7、量及其抗氧化活性，能夠?qū)σ苑铀釣橹饕煞值奶厣r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進行評估。
　　4.明日葉中查爾酮類物質(zhì)的電化學(xué)行為及其抗氧化性能
　　在運用超高效液相色譜質(zhì)譜法分析明日葉中10種主要查爾酮成分的基礎(chǔ)上，我們首先運用電化學(xué)技術(shù)檢測了明日葉植株不同部位的查爾酮含量及其抗氧化能力，研究顯示明日葉植株中，葉子部分的查爾酮含量最高，為839.55μM g-1。同時運用電化學(xué)方法檢測了查爾酮的重金屬螯合作用，結(jié)果表明查爾酮對三種重金屬離子（C

8、u2+，Pb2+和 Cd2+）均有不同程度的螯合作用；在中性或弱堿性條件下（pH7.0或8.0），查爾酮對Cu2+和Pb2+具有最強的螯合作用。此外，我們還采用光譜法、體外細胞實驗、大鼠腦出血模型體內(nèi)實驗證實了明日葉源查爾酮具有良好的抗氧化活性，可有效抵抗神經(jīng)元細胞的氧化損傷，明顯改善腦出血大鼠行為學(xué)，減輕腦水腫，改善出血區(qū)腦代謝水平，緩解出血引起的繼發(fā)性腦損傷。這些結(jié)果與電化學(xué)檢測結(jié)果高度一致，表明了電化學(xué)技術(shù)能夠用于評價查爾酮含量及