光子晶体传感技术快速检测食品中的T-2毒素研究

来源 :内蒙古医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mai2621329
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目的T-2毒素对人体危害极大,它的理化性质相当稳定,食用受T-2毒素侵染的食品对人体健康有害,甚至会发三致作用。所以加强对T-2毒的筛查与监测是今后的研究热点。近年来,检测真菌毒素依然依赖大型仪器,这些技术灵敏度高、特异性强。然而,大型仪器花费大、需投入专业人力、一般检测纯净样品,让这些技术的推广变得难以实现。光子晶体(PC)在检测过程中操作简单,不需要添加显色试剂就可以表达出响应信号的优点,是一种可作为检测的优异传感材料,在快速检测方面表现出尤为耀眼的潜力。本研究以PC为传感平台,将T-2毒素作为检测分析物,将核酸适配体作为识别元件,探索并建立检测T-2毒素的快速、简单、高灵敏的分析技术。方法:利用正交设计优化关键实验条件合成单分散、粒径均一的二氧化硅(Si O2)微球,选择230 nm Si O2微球作为光子晶体前驱体,在碱性(Na OH)环境下,将HAu Cl4还原为金纳米颗粒(Au NPs)。对Si O2微球的表面进行氨基改性,通过氨基与Au NPs的N-Au作用,在Si O2微球上修饰Au NPs,利用垂直沉降自组装将修饰产物制备为实现表面功能化的PC材料。T-2毒素适配体的5’端修饰巯基,将适配体进行变复性,适配体与金纳米颗粒通过金巯健(Au-S)的结合使适配体连接在Si O2微球表面,作为识别元件特异性的识别目标物毒素。当T-2毒素存在时会与适配体发生结合,适配体的空间构型和PC晶格的间距会发生改变,使得光子晶体的周期性发生变化,衍射峰下降,产生可读的光学信号,达到检测的目的。利用已知检测方法,进行采样及实际样品的检测,以验证方法的准确性,并进行统计学分析。结果:利用正交设计得出合成Si O2微球的最佳实验条件,成功地制备了粒径均一,形状规则的Si O2微球,利用离心机的不同转速实现微球粒径大小的分别,最终筛选到的Si O2微球粒径为230nm;用THPC还原法得到5~10nm均一粒径的Au NPs;利用ATPES对微球表面进行改性,实现Au NPs在微球表面均匀地生长,并将产物堆垒成三维蛋白石最密堆积PC(3D-OCP-PC);通过金纳米颗粒作为媒介,在PC上连接可以特异性识别T-2毒素的适配体。当加入分析物时,微球上T-2毒素适配体可以有效捕获分析物,从而使PC的结构发生改变,显示出折射率的不同,衍射峰强度也随之变化。最终显示,在检测过程中随着T-2毒素浓度的升高,PC的衍射峰强度逐渐下降。线性范围为1×10-2ng/m L~1×103ng/m L,检出限LOD=4.3×10-3ng/m L。通过统计学指导方法比较,得到本方法与酶联免疫吸附测定法(ELISA)相比,在检测实际样品中T-2毒素时两种方法具有一致性(F=0.045,P>0.05),并且本方法的灵敏度更高、检测范围更广。结论:本研究基于光子晶体传感材料建立了无标记快检测方法,该实验方法的材料基质是24孔微孔板,优点在于有效利用率高,可以显著提高检测效率。通过统计分析比较系统和完整的进行了方法比较,进一步验证了该方法适用于T-2毒素的快速检测。
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