基于多功能集成纳米传感器的食品细菌SERS快速检测研究

来源 :重庆工商大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhlinen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,由食品中细菌引发的食源性疾病是当前中国乃至世界的头号食品安全问题,为了确保食品安全,使用可靠、有效的方法检测食品中细菌是至关重要的。传统的对食品中细菌的检测方法操作步骤繁琐、成本较高、耗时耗力,越来越不能满足现今社会对快消食品的快速、准确及现场检测的需求,因而建立简便、快速、高灵敏度的检测方法具有良好的应用前景。本研究通过构建多功能集成纳米传感器,研究了基于此传感器的食品中大肠杆菌特异性SERS快速检测和食品中多种细菌的非特异性SERS快速检测,为以后利用SERS技术深入研究快速检测食品中细菌打下了坚实的基础。本研究首先构建了多功能集成纳米传感器。多功能集成指的是结合了磁富集技术、捕获细菌功能和SERS技术。通过二元溶剂热法制备了磁性纳米粒子Mn Fe2O4(MNP),在磁性纳米粒子内核(MNP)上包覆拉曼增强纳米外壳(Ag),形成MNP@Ag核壳结构,并在所述外壳表面以巯基化学键修饰拉曼内标分子4-巯基苯甲酸(MBA),提供一种纳米尺度、组装多种元件的多功能集成纳米传感器,所述传感器为球状纳米粒子,粒径为45 nm。与传统的三明治夹心生物传感器相比,我们的多功能集成纳米传感器所需原材料少,制备步骤简单,制备传感器过程中导致的损失少,传感器效率高。在成功制备多功能集成纳米传感器的基础上,本研究对快速特异性检测食品中大肠杆菌进行了探索。将制备的多功能集成纳米传感器与大肠杆菌适配体结合,由于适配体的特异性,大肠杆菌在15分钟内被该传感器捕获,利用大肠杆菌和内标分子的拉曼特征峰比值,检测限低至10 CFU/m L,将其应用于牛奶、果汁、茶、咖啡等多种液体食品中大肠杆菌的检测,回收率89%~110%,相对标准偏差小于1.7%。该传感器使用简便、成本更低、灵敏度高和重现性好。与传统的三明治夹心生物传感器相比,细菌捕获率也从常见的50~60%提高到81%,可实现对食品中细菌的简单快速检测,在实际应用中具有很大的潜力。在成功制备多功能集成纳米传感器的基础上,本研究还对快速非特异性检测食品中多种细菌进行了初探。利用制备的磁富集SERS纳米传感器中的核壳结构,在所述外壳表面以巯基化学键修饰拉曼内标分子巯基苯硼酸(MPBA),利用MPBA对食品细菌的非特异性,结合捕获了食品样品中的大肠杆菌(E.coli)、乳酸乳球菌(L.latics)、枯草芽孢杆菌(B.sub)。食品细菌在15分钟内被该传感器捕获,分别获取三种食品细菌拉曼特征峰和内标分子拉曼特征峰,归一化处理后使用OPLS-DA分析进行模式识别,可分离并识别三种食品细菌。经交叉验证,该模式识别方法中训练集的平均正确率为96.6%,测试集的平均正确率为91.3%。将其应用于牛奶、果汁、茶和咖啡食品的检测,R2X,R2Y和Q2的平均值分别为0.909,0.808和0.509。与传统的非特异性检测多种菌相比,这种非特异性检测方法捕获结合细菌时间短,而且该模式识别方法有较高准确性和良好的预测能力,也代表了将其应用于检测食品中更多细菌的发展前景。
其他文献
化石燃料的大量消耗造成了严重的能源短缺和温室效应,因此开发新能源来替代化石燃料是人类发展的必然趋势。氢能源是一种清洁的可再生能源,具有高能量密度,环境友好性和可持续性等优点。在众多的制氢途径中,光催化水解制氢因为能直接将太阳能转化为化学能而具备独特的优势。然而新能源替代化石燃料是一个长期的过程,在此期间仍会产生大量的CO2。因此,针对上述问题的更有效解决方案是通过“源头控制”方法寻找清洁能源的同时
学位
检测了都匀稻田鲤(240~260 g)8项血液生化指标,并与禾花鲤(30~50 g)和麦溪鲤(80~100 g)相对应的血液生化指标进行了比较。结果表明,都匀稻田鲤的谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)的平均值均低于禾花鲤和麦溪鲤;而麦溪鲤的谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)平均值低于禾花鲤。总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)平均值大小依次为:都匀稻田鲤、禾花鲤、麦溪鲤;3种鲤球蛋白(
期刊
由于全球政治、经济以及文化传播形势持续更新,我国跨文化传播的障碍也被逐步突破,使得国际传播格局中“西强东弱”的总体特征逐渐弱化,开始朝着“于我向好”的新局面转变。但当前以美国为首的西方发达国家在国际传播格局中仍然占据强势地位,西方媒体被视为西方国家利益的坚定维护者、抹黑中国形象的塑造者以及西方霸权地位的巩固者。如西方媒体大肆报道BCI组织联合各大国际知名品牌共同抵制新疆棉花,污蔑新疆地区存在“强迫
学位
全麦粉的加工和应用一直是全谷物食品加工领域中的研究热点之一。全麦粉具有丰富的膳食纤维、多酚类物质和多糖类物质,但现有的两种制粉工艺制得的全麦粉均不能兼具口感与营养。现利用振动膜及分子筛使小麦籽粒充分破碎,所得全麦粉能够保留小麦粒中几乎全部营养成分,被定义为3D-全麦粉,在追求健康饮食的今天,其应用前景广泛。但利用全麦粉制作全麦面条存在口感粗糙、蒸煮特性不好、褐变快等问题,是全麦面条行业一直无法解决
学位
移动互联网时代,场景已然成为媒体呈现的又一核心要素,通过信息适配为用户提供更好、更精准和更个性化的服务,场景不仅改变了用户的信息接收方式和使用习惯,还影响了媒体的生产、消费过程。极具社交性的短视频在内容和形式上都有创新点,2021年我国实现了全面脱贫,乡村振兴战略持续推进,短视频成为传播乡村文化的重要阵地。同时,乡村自媒体还与电商和实体经济协同发展,极大促进了乡村地区经济发展。基于此背景,本文在梳
学位
功能性食品现在作为一种重要的食品,越来越受到人们的青睐和重视。胃肠道功能差消化功能不好是困扰大众健康的一个重要因素,因而,研发具有改善肠胃功能、促进消化的功能性食品是有极大的社会价值和市场应用前景。本研究以传统调理脾胃的中医配方为基础,研发了一种改善胃肠功能的食品,相关研究内容和结果如下:(1)基于中医中药配方理论优化黄精芡实粉配方本研究以补气健脾、养血中医理论为指导,经过大量查阅相关中药材研究资
学位
艾叶作为一种传统食材,具有丰富的活性成分和潜在的功效作用。现今,肥胖已经成为了全球性的公共卫生问题,其严峻趋势已不容忽视。而我们实验室前期的实验结果证实了艾叶提取物对脂肪酶具有显著的抑制作用,并且脂肪酶是膳食中脂肪吸收的关键酶。当前热门的快速筛选靶标酶抑制剂的方法当属超滤法,利用此法从艾叶中筛选脂肪酶抑制剂的研究还未见报道,超滤法多在水为介质的体系中进行,而使脂溶性成分的筛选受到限制,因此亟需建立
学位
氯代有机物是一类常用的化工原料,广泛应用于石油、冶金、制药、造纸等行业,过度使用已逐步增加其在生态环境中的暴露量。氯代有机污染物具有高毒性、化学结构稳定、难生物降解且易生物富集等特点,对人类健康和自然环境构成巨大威胁。电催化加氢脱氯(EHDC)技术是将化学转化技术与清洁可再生的电能相结合来降解废水中含氯污染物,实验表明,EHDC降解效率高、操作简单、反应条件温和、二次污染风险低,具有广阔的应用前景
学位
山奈作为一种药食两用、产量巨大的天然资源,在食品工业中并没有得到有效应用,而将其提取物作为功能性成分添加到复合保鲜膜中不失为一种山奈的有效应用途径。本论文首先研究了六种产地山奈的黄酮含量、抗氧化活性,通过比较这两个指标来筛选出较优的山奈产地。采用正交实验法,以黄酮提取率为考察指标对上述筛选出来的山奈进行提取工艺优化。随后,将得到的山奈粗提物进行进一步的分离纯化,得到山奈不同极性部位的提取物,分别研
学位
随着工业化经济的迅速发展,大量化石燃料的燃烧以及汽车尾气的排放造成了严重的空气污染物。氮氧化物(NOx)作为一种典型的空气污染物,可引起诸如雾霾,酸雨或者光化学烟雾等大气环境污染。传统治理NOx污染的方法主要有选择性催化还原,热催化以及物理吸附等,这些方法并不适用于低浓度ppb级NOx的去除,且处理过程容易造成二次污染。光催化作为一种高效的绿色技术,近几十年来呈现出广阔的应用潜能。Zn2SnO4作
学位