论文部分内容阅读
真菌毒素是真菌代谢产生的一种强致癌污染物,以黄曲霉毒素B1(AFB1)毒性最强,而花生油特别容易受AFB1污染,因此,花生油中AFB1的定量检测非常重要,有必要开发一种快速、灵敏、简单和高效的检测技术,保障食品安全。近年来,表面增强拉曼光谱技术(SERS)在生命科学、食品安全、环境监测和国家安全等领域得到了广泛应用,利用具有SERS增强效应的纳米材料构建检测体系,可以实现目标物的快速、无损、高灵敏度定量检测。因此,本研究尝试合成多种拉曼增强效应明显、稳定性好的SERS增强基底,构建高灵敏检测体系,克服现有检测技术存在的缺陷,实现真菌毒素的快速、定量检测。具体研究内容如下:1.基于金银核壳纳米棒基底的表面增强拉曼光谱检测方法。研究以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,采用金种子生长法合成粒径均一的金纳米棒(Gold Nanorods,AuNRs),在金纳米棒外包覆适当厚度银壳层,修饰5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)标记分子,合成金银核壳纳米棒(Au@DTNB@Ag NRs,ADANRs),作为SERS信号增强探针;合成壳聚糖包覆的四氧化三铁磁性材料(CS-Fe3O4),作为SERS信号富集探针;在ADANRs和CS-Fe3O4上分别修饰AFB1的适配体互补链(SH-DNA2)和适配体链(NH2-DNA1),构建NH2-DNA1-CS-Fe3O4/SH-DNA2-ADANRs竞争性AFB1的SERS检测体系。实验结果表明,AFB1的线性检测范围0.01-100 ng/m L,检测限为0.0036 ng/m L,加标回收率91.09%-105.73%,而且具有很好的特异性。研究表明,构建的检测体系可以用于花生油中AFB1的定量检测,但检测限和线性检测范围有待提高。2.基于金银核壳纳米三角基底的表面增强拉曼光谱检测方法。研究合成粒径均一的金纳米三角(Gold Nanotriangle,GNTs),包覆适当厚度的银壳层,同时修饰双层DTNB标记分子,合成金银核壳纳米三角(GNTs@DTNB@Ag@DTNB,GDADNTs)作为SERS信号增强探针;合成CS-Fe3O4作为拉曼信号富集探针;在GNTs@DTNB@Ag@DTNB和C S-Fe3O4上同时修饰AFB1的适配体,构建GNTs@DTNB@Ag@DTNB-aptamer/aptamer-CS-Fe3O4夹心式AFB1的SERS检测体系。实验结果表明,AFB1的线性检测范围0.001-100000 ng/m L,检测限0.00054 ng/m L,加标回收率94.70%-109.00%,而且具有很好的特异性。研究表明,构建的检测体系可以用于花生油中AFB1的定量检测,检测限和线性检测范围优于第二章构建的检测体系。3.基于银介孔纳米基底的表面增强拉曼光谱检测方法。研究合成有序介孔二氧化硅(EP-FDU-12)作为模板,利用乙二醇还原法在其上还原AgNO3得到银纳米颗粒负载的银介孔纳米材料(Silver Mesoporous Nanoparticles,AgMNPs)作为SERS增强基底;用合成的AgMNPs与不同浓度的AFB1混合,采集其SERS光谱,借助密度泛函理论(DFT)筛选AFB1的特征拉曼峰;利用偏最小二乘(PLS)和BP-AdaBoost方法分别建立SERS光谱和AFB1浓度之间的定量关系模型。最终,BP-Ada Boost模型得到最好的预测结果,在5-100 ng/m L的浓度范围内预测集相关系数(Rp)达到0.9283,在100-1000 ng/m L的浓度范围内Rp=0.9332,加标回收率92.20%-113.10%,模型验证的相对标准偏差5%左右。实验结果表明构建的检测方法快速、准确,可以延伸到实际花生油中AFB1的快速定量检测。