检测真菌毒素电化学传感器的构建及应用研究

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真菌毒素,是一类由真菌产生的有毒的次生代谢产物,其污染在全世界范围都非常普遍,给人类的健康和经济造成了隐患,因此,建立快速,灵敏,选择性强的检测真菌毒素新方法具有重要意义。本研究首先针对玉米赤霉烯酮(ZEA)建立了电化学纳米传感方法,实现了对其的快速检测,然后对没有电化学响应的呕吐毒素(DON)建立了电化学免疫传感方法,通过探针溶液的氧化还原反应实现对DON的定量检测,最后针对DON电合成了具有类抗体分子识别能力的分子印迹传感器,为食品安全检测提供了新策略。本文的主要研究内容如下:(1)电化学纳米传感器对玉米赤霉烯酮的检测研究:基于铜基-有机金属框架(Cu-MOF)结合磁性Fe3O4-氧化石墨烯材料(Fe3O4-GO)制备了一种检测玉米赤霉烯酮(ZEA)的电化学传感器。本研究构建的传感器具有较大的表面积、优异的电子传递能力、良好的选择性、可接受的重复性和重现性。在最优条件下对ZEA展现了较宽的线性范围0.03~9μM,较低的检测限(LOD=0.0255μM)。对玉米粉、大米粉和早餐燕麦加标回收检测ZEA,回收率在92.5~115.8%之间(RSD<5%),证明本策略可以为谷物产品中分析检测ZEA提供方法支持。(2)电化学免疫传感器对呕吐毒素的检测研究:采用超声剥离法同时剥离氯金酸,黑磷(BP)和羧基化多壁碳纳米管(COOH-MWCNTs),制备了BP-Au-COOH-MWCNTs复合材料,基于BP-Au-COOH-MWCNTs构建了新型的电化学免疫传感器用于检测呕吐毒素(DON)。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学方法进行表征,结果表明所制备的Au-COOH-MWCNTs/GCE具有较大的有效表面积和导电性能。本研究构建的DON电化学免疫传感器以铁氰化钾/PBS溶液为探针([Fe(CN)6]3-/4-/PBS),在线性范围2 pg/m L~80 ng/m L内表现出良好的线性关系,检测限为0.495 pg/m L。此外,DON电化学免疫传感器对小麦面粉的加标回收实验表明,本传感器在小麦面粉中DON检测具有较大的应用潜力。(3)电合成类抗体分子印迹传感器对呕吐毒素的检测研究:研究了一种在COOH-MWCNTs上电化学合成聚L-精氨酸(P-Arg-MIP)制备高灵敏度和高选择性类抗体分子印迹传感器模拟抗体识别DON并对其检测的新方法。本实验以DON为模板分子,筛选了L-精氨酸作为功能单体,在COOH-MWCNTs修饰后的电极表面通过电聚合法制备印迹电极。通过SEM、EDS、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和电化学循环伏安法(CV)对P-Arg-MIP/COOH-MWCNTs印迹电极进行了表征。P-Arg-MIP/COOH-MWCNTs印迹电极显示良好的导电性、高有效表面积和良好的类抗体分子识别能力和亲和力,以铁氰化钾溶液([Fe(CN)6]3-/4-)为探针,线性范围0.1~70μM展示良好的线性关系,检测限(LOD)为0.07μM,在小麦面粉实际样品的检测中得到的回收率令人满意,具有良好的可行性。
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