【摘 要】
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食品安全问题直接影响人类健康。食品污染在世界范围内频繁发生,已经成为全球关注的问题。食品可能受到多种因素的污染,因此开发食品污染物的高灵敏检测技术在食品安全中发挥着至关重要的作用。纳米酶具有代替天然酶的潜在可能性,以其高催化能力、高稳定性、灵活的结构设计等独特优势引起人们极大的研究兴趣。科研人员已经根据纳米酶开发出各种新型生物传感器。迄今为止,基于纳米酶的生物传感器也被广泛应用于食品安全分析。与其
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食品安全问题直接影响人类健康。食品污染在世界范围内频繁发生,已经成为全球关注的问题。食品可能受到多种因素的污染,因此开发食品污染物的高灵敏检测技术在食品安全中发挥着至关重要的作用。纳米酶具有代替天然酶的潜在可能性,以其高催化能力、高稳定性、灵活的结构设计等独特优势引起人们极大的研究兴趣。科研人员已经根据纳米酶开发出各种新型生物传感器。迄今为止,基于纳米酶的生物传感器也被广泛应用于食品安全分析。与其他检测方法相比,以温度作为信号输出光热检测有独特的优势。首先,除了激光器、温度计或温度传感器,它不需要昂贵和复杂的仪器。其次,与易受自发荧光和背景颜色影响的荧光和比色信号不同,光热信号不易受到干扰。这些优势提供了实现食品安全现场检测的另一种途径。基于纳米酶的光热检测法是利用纳米酶本身的光热效应或者显色底物的光热效应来产生温度信号。在本篇论文中,我们基于三种不同的纳米酶,构建比色和温度双信号传感器用于目标物的检测。与传统的单读数分析相比,双读数传感器结合各自的优势用于食品安全分析。(1)开发了基于黑磷-金纳米复合物(BP/Au)催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)双模式检测己烯雌酚(DES)的检测方法。在此,纳米杂化物发挥催化和光热双重作用。此外,TMB的单电子氧化产物(氧化的TMB)不仅可以作为显色剂,还是一种优良的近红外激光驱动光热剂。温度(ΔT/℃)由便携式数字温度计测量。通过间接竞争法,提出了一种简单、灵敏、经济的免疫传感器。当样品中含有较高的DES时,较少的BP/Au纳米杂化物结合到酶联免疫(ELISA)微孔板表面,由此导致比色颜色变化变弱,暴露于激光照射下时的温度变化降低,从而实现DES的定量检测。(2)设计了基于金属有机骨架ZIF-8的纳米复合材料(ZIF/Au Pt Pd)检测双酚A(BPA)的方法。相比上一部分,选择比表面积大的ZIF-8作为载体负载三金属纳米酶。在酸性条件下,塌陷解体的ZIF-8暴露出更多的酶活性位点更好的发挥纳米酶性能,因此具有优异的过氧化物模拟酶活性。带正电的ZIF-8可催化2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)生成绿色的ABTS(ABTS·+)。由于采用竞争法,绿色颜色越深代表BPA的含量越低。此外ABTS·+展示出优异的近红外(NIR)光触发引起的光热性能。温度越高说明BPA的浓度越低。通过便携式温度计可以达到更便捷的定量检测BPA目的。(3)制备了一种特殊结构的二维双金属有机骨架纳米花(Co-Fc NMOF),并负载上三金属纳米酶与其共同发挥协同催化作用。将此纳米酶应用到新型SDS-TMB-H2O2体系双模式免疫检测微囊藻毒素(MC-LR)。该纳米酶不仅同时拥有双酶性能,催化性能还得到极大的提升。在检测中同样采用竞争法,比色和光热信号随MC-LR浓度的增大而减弱。更重要的是,相比于前面的传统的TMB-H2O2体系,新型的SDS-TMB-H2O2体系提高了双模式免疫检测MC-LR的灵敏度。这是因为SDS可作为TMB的增溶剂,电子转移的促进剂,蓝色色原的稳定剂。在检测过程中明显增强催化效果,同时增加显色原的稳定性,并减缓了激光照射下对TMB的光漂白现象。
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