【摘 要】
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随着人们生活水平的提高,动物性食品越来越多的出现在人们的餐桌上,为了提高动物产品的产量,不法商家经常在动物的饲养和生产过程中加入促生长药物。随着食物链的积累,这些禁用兽药会严重损害人体健康,随之而来的便是层出不穷的食品安全问题。对禁用兽药的快速灵敏检测是食品安全的重要防控手段,对确保食品安全、保障公众健康具有重要意义。雌激素类和β-受体激动剂类药物是两类较为常见的非法添加的促生长类兽药,17β-雌
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随着人们生活水平的提高,动物性食品越来越多的出现在人们的餐桌上,为了提高动物产品的产量,不法商家经常在动物的饲养和生产过程中加入促生长药物。随着食物链的积累,这些禁用兽药会严重损害人体健康,随之而来的便是层出不穷的食品安全问题。对禁用兽药的快速灵敏检测是食品安全的重要防控手段,对确保食品安全、保障公众健康具有重要意义。雌激素类和β-受体激动剂类药物是两类较为常见的非法添加的促生长类兽药,17β-雌二醇(17β-estradiol,17β-E2)和盐酸克伦特罗(Clenbuterol)是上述两类兽药的代表性物质,因此这两种兽药的检测对于食品安全防控具有重要意义。当前,仪器分析方法和快速检测方法是这两种药物的主要检测方法。仪器分析方法主要使用液相色谱等大型精密仪器进行分析检测,具有成本较高、前处理过程较复杂、检测耗时较长等缺点,不适用于兽残的现场快速检测。而目前的许多快速检测方法也经常存在检测灵敏度较低、操作过程较复杂、检测稳定性较差等缺点。本文拟建立两种快速检测方法:基于黑磷(Black phosphorus,BP)纳米材料光热效应的17β-E2免疫渗滤试纸条检测方法和基于黑磷-金纳米材料(Black phosphorus-Au nanosheets,BP-Au NSs)光热效应的盐酸克伦特罗免疫渗滤试纸条检测方法。在后续的操作中,对所建立的两种方法的检测性能进行评价,证明它们可以实现对17β-E2和盐酸克伦特罗的高特异性和高灵敏度检测,可适用于兽残的实际样品检测。上述方法操作较为简单、无需使用较为大型或昂贵的仪器设备、检测时间较短、成本较低,可适用于食品安全监管的现场样品快速检测。本论文主要包括四部分,内容如下:绪论部分主要介绍了17β-E2和盐酸克伦特罗的主要危害及目前的主要检测方法研究进展,阐明建立新型快速检测方法的重要意义,并对目前光热效应的应用及用于建立检测方法的研究进行了总结,介绍了几种目前使用较为广泛的光热纳米材料。第二章建立了一种基于BP纳米材料光热效应的17β-E2免疫渗滤试纸条检测方法,利用二维黑磷纳米片(Black phosphorus nanosheets,BPs)较为良好的光热转换效率实现了对17β-E2的快速灵敏检测,相较于传统的试纸条比色方法,大大提高了检测的灵敏度。该方法首先将17β-E2的包被抗原包被到硝酸纤维素膜表面,然后进行封闭。将BPs与17β-E2抗体偶联作为识别探针,并将待测液加入到探针溶液中,孵育后滴加到渗滤试纸条检测区域。待测液中的17β-E2会与膜上抗原竞争结合抗体的结合位点,待测液中17β-E2浓度越高,则膜上结合的探针数量越少,颜色越浅。待恒温干燥后,使用808 nm激光在最优条件下照射待测区域,根据温度变化值与17β-E2浓度建立线性关系,实现17β-E2的定量检测。文中对该方法的实际检测效果进行了验证,其最低检测限可达0.104ng·m L-1,在自来水中的添加回收率在87.8%~101.2%之间,在牛奶中的添加回收率在93.1%~105.8%之间,并且该回收率与高效液相色谱标准方法进行了显著性差异分析,相关系数为0.9371,达到了接近液相色谱的检测水平,可满足实际检测的需求。第三章拟建立一种基于BP-Au NSs光热效应的盐酸克伦特罗免疫渗滤试纸条检测方法,利用BP-Au NSs的光热效应实现对盐酸克伦特罗的高灵敏性和高特异性检测。相较于BPs,复合材料的光热转换效率更高,相对较少的剂量便可达到单一材料较高剂量的光热温度。更为出色的光热性能预示了更为灵敏的检测水平。该方法首先将盐酸克伦特罗包被抗原包被到硝酸纤维素膜表面,通过改变封闭液的种类和浓度使膜上的背景最低,再对激光照射时间、溶液p H、抗体添加量等条件进行优化。在最佳的条件下,测定盐酸克伦特罗标准溶液浓度与温度变化值之间的线性关系,并对方法的特异性进行验证。后续进行牛奶及鲜猪肉中的添加回收率测定,最后与其他已报道的盐酸克伦特罗检测方法的检出限进行对比,确定其检测性能,之后用于盐酸克伦特罗的现场快速灵敏检测。第四章对基于BPs光热效应的17β-E2检测方法进行了总结评价,证明这种方法可用于实际样品的现场快速检测,检测灵敏度较高、方法稳定性好,同时具有成本较低、特异性强、操作过程简单、检测耗时较短、无需大型仪器设备等优势,可适用于现场的兽药残留快速检测。对基于BP-Au NSs光热效应的盐酸克伦特罗检测方法进行了初步验证,后续进行条件优化以及建立标准曲线。
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