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本论文制备了一系列用于模拟生物探针的主客体吸附材料,在此基础上结合夹心免疫分析方法,开发了多种低成本、简单、高灵敏、高特异性的免疫分析方法,实现了对莱克多巴胺(Ractopamine,RAC)的高灵敏痕量检测,具体如下:利用胶体铂的生物相容性合成 PtNPs-PV作为信号探针,通过PtNPs标记 PV(PowerVision)来代替传统试剂盒的酶标抗体,共同催化底物二氨基联苯胺(3,3’-diaminobenzidine,DAB)产生颜色反应,以达到双重放大效果,构建光化学免疫传感器,实现食品中 RAC痕量残留的快速、灵敏、高特异性检测。合成磁性β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)代替抗体捕获样品中的目标物,再结合 PtNPs-PV双重信号放大效应,通过夹心免疫光化学分析的方法完成 RAC的检测,该方法避免了竞争型免疫分析易发生假阳性的缺点。合成磁性β-CD代替抗体作为捕获探针,胶体金富集辣根过氧化物酶(Horseradish Peroxidase,HRP)合成 enzyme-AuNPs作为信号探针,用3,3,5,5-四甲基联苯胺二盐酸(TMB)为底物放大信号,基于TMB沉淀和RAC的质量之间的比例关系,通过运用石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)测量enzyme-AuNPs复合物催化 TMB沉淀的数量,可以实现 RAC的量化。以酶-抗体的共轭聚合物 PV试剂作为信号标签,Fe3O4@β-CD磁性纳米颗粒作为RAC的捕获探针,以TMB作为底物放大反应信号合成了一种免修饰 QCM免疫传感器来检测饲料中微量的RAC残留。上述分析方法大大降低了实验成本,简化了实验步骤,增强了检测灵敏度,为 RAC的现场检测提供了理论依据。 本论文主要从下述4个方面开展研究工作: 1.基于PtNPs-PV的双重放大免疫比色法检测肉中 RAC痕量残留的研究 提出了一种免疫比色方法用于检测食品中 RAC的残留。该方法结合了抗原抗体特异性结合的高选择性特点和胶体铂颗粒与多聚酶螯合物(PtNPs-PV)的信号放大效应,能特异、灵敏地检测样品中痕量的RAC残留。多聚酶螯合物 PV上含有抗抗体和大量的HRP酶,与抗体特异结合的同时催化底物 DAB产生显色沉淀,并且胶体铂颗粒(PtNPs)也能催化 DAB产生显色复合物,从而达到双重放大效果。通过测定 DAB反应产物吸光度的变化能对应计算样品中RAC的残留量。结果表明,在优化的测定条件下,该方法具有较高的检测灵敏度并在0.05-20 ng mL-1范围内具有良好的相关性,R2=0.992,检测下限是0.025 ng mL-1。所提出的方案具备灵敏度高、选择性强、准确性高且检测速度快等优点,可以适应食品中 RAC残留的现场检测需求。 2.基于PtNPs-PV作为信号探针、Fe3O4@β-CD作为捕获探针的光化学免疫传感器对猪肉中 RAC检测的研究 该 RAC的酶联免疫检测方法,利用 Fe3O4@β-CD作为捕获探针、胶体铂颗粒和多聚酶螯合物 PV的复合物 PtNPs-PV为信号探针,以PtNPs-PV对显色底物 DAB的双重催化得到的DAB显色产物通过酶标仪测定吸光度。所测得的吸光值与 RAC浓度呈正相关。在最适条件下,吸光度与 RAC的浓度是成比例的,范围从0.01到8.1 ng mL-1。以PtNPs-PV复合物作为信号探针的竞争性免疫比色法对 RAC的检测限为0.01 ng mL-1,该检测限比市售试剂盒的提高了10倍左右。 3.基于enzyme-AuNPs作为信号探针以磁性β-CD为吸附的QCM免疫传感器用于快速检测食品中的RAC 基于QCM的利用 enzyme-AuNPs酶放大的生物传感器,可以高灵敏检测食品中的RAC。并且通过enzyme-AuNPs信号放大策略和磁性β-CD的富集作用实现了高灵敏检测。这种新型的QCM免疫传感器结合了免疫检测具有的高度选择性和QCM的高灵敏度,已被用于检测食品生产中微量残留的RAC。在最适条件下,QCM的频率差异是与 RAC的浓度成比例的,范围从0.01到10 ng mL-1。QCM传感器最低检测限为0.01 ng mL-1。由于其高灵敏度,可接受的稳定性和良好的选择性,免疫传感器实现了RAC在食品中可靠的量化。该项目在食品安全方面,具有成为一个成功的现场筛查方法的潜能。 4.一种基于生物共轭聚合物和磁性β-CD的QCM免疫传感器用于RAC的快速检测 本章开发了一种利用酶扩增的磁性免疫传感器—— QCM超灵敏和特异地检测饲料中的RAC。为了富集 RAC,酶扩增磁性免疫传感器的磁捕获探针是通过将β-CD固定在氨基化的Fe3O4纳米粒子上获得的。PV是一种具有很高的酶/抗体比的高聚酶复合物,常作为信号标签使用。存在于夹层式免疫反应所生成免疫复合物 HRP酶中,能引起过氧化底物 TMB生成大量的沉淀,并且这些沉淀与目标检测物 RAC的含量成比例。PV上存在的大量 HRP酶可较高地放大 QCM传感器的信号。在最适条件下,QCM的频率随 RAC浓度的不同而变化,在0.03到25 ng mL-1之间该频率变化与 RAC浓度成比例关系。检测限为0.01 ng mL-1。更重要的是,该方法对于猪饲料样品的检测结果与酶联免疫吸附测定的结果一致,且其回收率在92.3%到110%之间。免疫传感器具有高灵敏性、特异性及可携带性,对于真实饲料样品中 RAC的定量检测很可靠,其作为加强食品安全方面的现场筛选工具有很大的应用前景。