基于光纤传感器的粮食中黄曲霉毒素B1检测研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gandianci20
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黄曲霉毒素(AFT)是黄曲霉和寄生曲霉产生的致癌和免疫抑制性次生代谢产物,因为其对食物的污染而成为人们特别关注的问题。AFT广泛存在于粮食和饲料中,例如花生,坚果,玉米,谷物。在几种AFT的种类中,黄曲霉毒素B1(AFB1)被认为是毒性最高,最强的肝癌致癌物,被认为是第一类致癌物。而被AFB1污染的食物一旦被人类和动物食用,将对生命健康构成严重的威胁。因此,一种高灵敏度检测AFB1的方法成为了众多研究工作者的研究方向,精准检测AFB1,及时发现AFB1污染源,有利于减少食品安全问题,更好地保障人们的安全。而光纤传感技术基于高灵敏度度、抗干扰、结构简单的优点被迅速发展起来。本论文的主要研究内容是将光纤传感器技术用于黄曲霉毒素B1检测研究,研究内容如下:1、提出了一种基于空芯光子晶体光纤的传感器,实现了AFB1荧光检测研究。通过COMSOL Multiphysics仿真软件理论模拟了传感器结构的光场能量分布和传输损耗,证明传感器的可行性。实验搭建了两套不同紫外照射方法的实验系统。第一套是利用中心波长为370nm的紫外灯从侧面照射传感器,激发AFB1荧光信号,实现了100~1000ng/ml浓度范围的AFB1测量,检测限为14.97ng/ml。第二套系统是在第一套系统的基础上改进,利用中心波长为340nm的紫外LED灯,从光纤端面照射传感器,激发AFB1信号,实现了25~800ng/ml浓度范围的AFB1测量。通过改变传感器的长度,使检测浓度能达到1~800ng/ml,检测限最低达到1.34ng/ml。另外,该传感器具有高灵敏度、结构简单、制作容易等优良特性,可运用于实际生物的检测。2、提出了一种基于无芯光纤的SPR传感器,实现AFB1的浓度测量。同时,用该传感器进行了1.3335-1.4297范围的折射率测量,随着SRI的增加,共振波长红移,SRI的最高灵敏度为4328.2 nm/RIU,平均折射率灵敏度为2836 nm/RIU,传感器的响应时间~15s,且稳定性好。在此实验基础上,用该高灵敏度的传感器对AFB1进行实验测量。在AFB1浓度范围为1~5μg/ml范围内,随着AFB1浓度的增加,共振波长向长波方向线性地增加,灵敏度为2.1nm/(μg/ml),精度可达到0.16μg/ml。就其性能而言,该SPR传感器具有小型化,高灵敏度和良好稳定性的优点。
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