纸基芯片的优化构建及其在乳品安全检测中的应用研究

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自2007年Whitesides团队率先提出纸基微流控芯片的概念后,利用纸设计微流控检测芯片逐渐成为了研究的热点。纸基微流控芯片技术是监测食品安全的一种新模式,同时也是一种正在发展中的交叉学科技术,对改善食品安全现状有着积极的意义。纸张的性能和结构对检测反应过程和结果呈现具有重要的影响,然而目前并未得到系统化研究。因此,本论文通过对纸张性能的研究筛选出适宜的检测基底,从而提高纸基芯片的检测性能,为纸基芯片在食品领域的检测与监测提供了新思路。具体工作如下:(1)通过紫外光(UV)固化-丝网印刷方法快速制备图案化的纸基芯片,并对芯片进行优化与表征,得到了具有亲/疏水效果良好,且能实现多种规则以及不规则图案制备的纸基芯片。此外,采用多种技术方法对不同纸基的纤维表观及沉淀的微观结构进行分析表征,并结合比色手段定制最优纸基芯片。研究表明,102号定性滤纸表现出最优检测性能。(2)以一种低成本、便携式的纸基分析装置为基础,通过可视化比色反应实现对乳品中四环素残留量的高通量检测与其动态降解监测。四环素的测定采用比色法,通过图像技术实现对(水样与乳制品)四环素浓度-色强的量化分析。另外,还对21种样品(乳品与水样)中的四环素进行加标试验。结果表明,该方法展现出良好的试验重复性与回收率,并且与紫外光谱法测定的结果保持良好的一致性。此外,本文提出了一种乳制品中四环素的便捷预浓缩与检测技术,实现了国标乳品中低浓度四环素(0.1 ppm)的比色检测。(3)以格里斯法测定亚硝酸盐,进一步探究纸基芯片在乳品中的实用性分析,并实现了纸基芯片的组装。同时结合优化的实验结果,为亚硝酸盐的检测提供了最佳色强以及清晰度。结果显示,亚硝酸盐在水和多种乳品检测中不仅具备良好的线性相关性,而且相应(纸基)实验回收率与重复性良好,同时也与紫外光谱法测定的结果保持良好的一致性。此外,还对加标纸基芯片的使用寿命进行了探索,结果表明,该方法具有良好的可视性与重复性。
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