基于环糊精纳米材料的食品中有机污染物即时传感器研究

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长期摄入化学有机污染物所造成的潜在食源性危害已日渐成为人们关注的焦点。及时检出和控制这些危害物,对保证食品安全和保障人民健康至关重要。目前常用的检测方法大多耗时,对检测仪器要求高,不适于现场筛查检测。因此急需开发快速、灵敏、自动化程度高的分析方法,以满足食品安全现场快速检测的要求。本研究选择常见的有机污染物莱克多巴胺和氯霉素作为待测目标物,构建了三种以血糖仪为检测器的高灵敏、高选择性的即时传感器,利用β-环糊精的主客体识别作用对待测目标物进行捕获和富集,以链状多聚螯合物EnVision作为载体制备蔗糖酶信号探针,实现了目标物信号的转换和放大,有望应用于食品中多种有机污染物的现场快速检测分析。  1、基于磁性环糊精纳米粒子的莱克多巴胺现场免疫检测方法  建立了一种现场检测食品中莱克多巴胺的免疫分析方法。通过β-环糊精修饰的磁性纳米粒子(Fe3O4@SiO2-CD)对样品中的莱克多巴胺进行预富集,标记蔗糖转化酶的信号探针用于将蔗糖催化水解为葡萄糖,之后使用血糖仪进行检测。蔗糖转化酶修饰的金纳米粒子和莱克多巴胺抗体共固定在EnVison试剂上,由于EnVison酶负载量高,得到的共聚物能够很好的放大信号。依据莱克多巴胺浓度与产生的葡萄糖量间的线性关系定量,以此测定莱克多巴胺浓度。本方法在检测猪肉样品中莱克多巴胺的检测限可以达到0.34μg kg-1。2、基于分子印迹和环糊精主客体反应检测氯霉素的免抗体分析方法  构建了一种免抗体的夹心分析方法来检测动物源食品中氯霉素的含量。这种夹心策略基于磁性分子印迹纳米材料和β-环糊精/蔗糖转化酶功能化的信号探针。以氯霉素分子结构的片段类似物2,2-二氯乙酰胺为模板分子,在Fe3O4纳米粒子表面合成聚多巴胺分子印迹膜。通过β-环糊精的主客体结合,信号探针能够特异性地识别氯霉素的硝基酚片段。基于这种双重特异性识别,磁性分子印迹、氯霉素和信号探针形成夹心产物。通过信号探针水解蔗糖,产生的葡萄糖量用血糖仪进行检测。氯霉素的浓度与产生的葡萄糖量成对数比例,检测的线性范围为0.5-50 ng mL-1,检测下限为0.16 ng mL-1(信噪比为3)。本方法的检测时间约为1小时,与传统的ELISA相比较短。  3、基于DNA与环糊精纳米材料主客体识别检测氯霉素的适配体传感器  基于信号探针上的β-环糊精与适配体互补 DNA单链之间的主客体识别,构建了一种用于检测食品中氯霉素高亲和力的适配体传感器。适配体与其互补 DNA杂交后,固定在Fe3O4@SiO2-Au纳米粒子表面。加入氯霉素后,适配体会与氯霉素结合从而释放互补 DNA单链。β-环糊精能够与互补DNA单链形成主客体复合物。氯霉素浓度与信号探针水解蔗糖产生的葡萄糖量成对数比例,从而实现定量检测。检测的线性范围为0.1-50 ng mL-1,检测下限为0.03 ng mL-1(信噪比为3)。
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