【摘 要】
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食品安全与人类健康息息相关,快速准确的检测技术是保障食品安全的前提。目前,食品安全检测以高效液色谱相法、液质联用法等大型仪器检测法为主,但这些方法存在耗时耗力、仪器昂贵、需要专业人员操作、检测成本高等缺点。电化学免疫传感器是将特异性免疫反应与高灵敏度的传感技术相结合的一类新型生物传感器,与传统方法相比有更高的灵敏度,在医疗、农业、食品卫生、环境监测等领域有广泛的应用价值。金属纳米材料及碳纳米材料具
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发专项（2019YFC1605700）; 河南省科技攻关项目（212102110324）
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食品安全与人类健康息息相关,快速准确的检测技术是保障食品安全的前提。目前,食品安全检测以高效液色谱相法、液质联用法等大型仪器检测法为主,但这些方法存在耗时耗力、仪器昂贵、需要专业人员操作、检测成本高等缺点。电化学免疫传感器是将特异性免疫反应与高灵敏度的传感技术相结合的一类新型生物传感器,与传统方法相比有更高的灵敏度,在医疗、农业、食品卫生、环境监测等领域有广泛的应用价值。金属纳米材料及碳纳米材料具有大的比表面积、优良的生物兼容性及电催化活性等优点,将其引入到电化学免疫传感器,可增加生物大分子的负载量,提高传感器灵敏度。基于此,本课题将金属纳米材料及碳纳米材料复合物作为生物探针构建了一系列高灵敏的电化学免疫传感器,为食品安全监控检测工作提供技术支撑。主要开展了以下研究:1、Zn/Ni-ZIF-8-800@Graphene纳米复合材料的制备通过简单的溶剂热法合成Zn/Ni-ZIF-8,甲醇洗涤三次,除去过量反应物,真空干燥后放入管式煅烧炉中高温煅烧1h,与石墨烯（Graphene）通过壳聚糖溶液进行超声复合。利用电子扫描显微镜、X-射线衍射仪、X射线光电子能谱及傅立叶红外光谱对材料进行初步物理表征,并对复合物比例、壳聚糖浓度进行优化。结果如下:Zn/Ni-ZIF-8为单分散晶体状态,且煅烧后的形貌发生收缩变形,通过吸收峰的变化可推测可能发生的健的改变为-NH拉伸、咪唑环拉伸、-CH弯曲和扭转振动,同时有机配体与金属离子发生配位,合成产物纯度较高,Zn/Ni-ZIF-8-800表面上元素的性质与电子结合能对照表及所参考文献结果相似,表明Zn/Ni-ZIF-8-800初步合成成功。石墨烯呈典型褶皱层状结构,Zn/Ni-ZIF-8-800成功附着在石墨烯表面。Zn/Ni-ZIF-8-800:石墨烯:壳聚糖为1:2:1,壳聚糖最佳工作浓度为0.5%。2、花生油中黄曲霉毒素B1电化学免疫传感快速检测方法的建立将Zn/Ni-ZIF-8-800@Graphene复合材料滴涂至裸玻碳电极表面,用恒电位沉积法在修饰有复合物的电极表面沉积金纳米粒子,进行电化学表征观察电流趋势,检测扫速与电流峰值的关系确定其反应实质,并对p H值、沉积金时间、抗体浓度、抗体孵育时间、抗原抗体反应时间进行优化。对构建的电化学免疫传感器进行特性分析,结果如下:氧化还原峰值电流随着扫描速率的增加而增加,阳极峰电流（Ipa）和阴极峰电流（Ipc）与扫描速率的平方根成线性关系。表明此电化学免疫传感器上AFB1的电化学反应是一个受扩散控制过程,最佳p H值为7.0。1%氯金酸与0.5 M硫酸最佳配比为1:20,金纳米粒子的最佳沉积时间为200 s,抗体最佳浓度为16.5μg/m L,抗体最佳孵育时间为40 min,免疫反应最佳时间为40 min。在最佳条件下,电化学免疫传感器的线性范围为0.01-100 ng/m L,检出限为0.18 ng/m L,远低于国标及欧盟检出限,加标回收率在80.26%-109.60%范围内。3、豆芽中6-苄基腺嘌呤电化学免疫传感快速检测方法的建立通过将无机金属框架与石墨烯的复合物滴涂至电极表面,恒电位沉积纳米金颗粒之后对电极进行系列电化学表征,并对影响实验的关键性因素进行优化,最后建立目标物标准曲线,并对构成的电化学免疫传感器进行稳定性、重现性及特异性分析,最后做添加回收实验验证传感器的实用性。结果如下:最佳沉积金时间为300 s,最佳p H值为6.0,抗体最佳浓度为20μg/m L,免疫反应最佳时间为40 min。在最佳条件下,电化学免疫传感器的线性范围为0.08-50 ng/m L,检出限为0.24 ng/m L,加标回收率为90.9%-105.0%。
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