本文關(guān)鍵詞：基于聚吡咯納米材料的制備及其在肉品成分檢測中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 聚吡咯 納米材料 肉品品質(zhì) 內(nèi)源性成分 電化學檢測

【摘要】：決定消費者購買欲望是肉的食用品質(zhì)。肉的食用品質(zhì)主要包括其風味、嫩度、色澤、多汁性、香氣等,這和肉中的內(nèi)源性成分的濃度和穩(wěn)定性相關(guān)。所以,如何快速、精準的檢測到肉中的這些內(nèi)源性成分成為當前研究者們關(guān)注的熱點問題。本論文緊緊地抓住現(xiàn)有和肉色相關(guān)聯(lián)的蛋白檢測方法還不能滿足生物檢測需求的重要科學問題,結(jié)合了納米材料與生物傳感技術(shù),在分子水平與納米尺度上設(shè)計并合成具有良好生物相容性的納米材料,并且組裝構(gòu)建至生物傳感,通過電化學的實驗,對這類生物傳感器電化學性能進行了系統(tǒng)的檢測和分析,定量快速地檢測肉中的內(nèi)源性成分。聚吡咯(PPy)因電導(dǎo)率高、環(huán)境穩(wěn)定性好與易于化學或電化學聚合等等優(yōu)點而備受廣泛關(guān)注。而且納米粒子具有了比表面積大、催化效率高、吸附能力強、表面反應(yīng)活性高和表面活性中心多等等特性,可以改善聚吡咯材料的強的化學惰性與紫外吸收的光學性質(zhì)。因此本論文在利用聚吡咯,兩親性聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷(PEO-PPO-PEO)嵌段共聚物Pluronic F127 (F127)和金納米粒子(Au NPs),合成了PPy-F127 NPs, PPy-Au NPs, PPy-F 127-Au NPs,并將這三種材料修飾到電極表面,以電化學方法為基礎(chǔ),選取肉品品質(zhì)最常用的指標(乳酸、肌紅蛋白(Mb)、肌苷酸(IMP))作為典型研究對象,構(gòu)建了幾種快速檢測這三種成分的電化學方法,為進一步推動與肉色相關(guān)的蛋白高效檢測技術(shù)的發(fā)展提供理論和實驗依據(jù)。具體內(nèi)容和結(jié)果如下：1.基于PPy-F127 NPs的生物傳感器檢測肉品中乳酸的含量。采用一步合成法成功合成了PPy-F127 NPs。利用透射電鏡,研究了PPy-F127 NPs的結(jié)構(gòu)形貌,利用紫外光譜,元素分析表征了PPy-F127 NPs的成功合成。并對PPy-F127 NPs的生物相容性進行了評價,實驗證明PPy-F127 NPs具有良好的生物相容性。在玻碳電極(GCE)電極表面修飾PPy-F127 NPs,利用靜電吸附原理在PPy-F127 NPs/GCE修飾上乳酸氧化酶(LOx),乳酸氧化酶催化電解液中的乳酸,產(chǎn)生電化學信號。在最優(yōu)實驗條件下檢測乳酸含量,線性范圍為0.015-37.5 mM,線性回歸方程為I (μA)=0.02353 c (mM)+1.4135 (R2=0.9939),檢測限為0.0088mM。通過實驗,我們發(fā)現(xiàn)該生物傳感器對尿酸,抗壞血酸,葡萄糖,半胱氨酸具有良好的抗干擾能力。該生物傳感器可以用于實際樣品的檢測,且結(jié)果獲得令人滿意的結(jié)果。2.基于PPy-Au NPs和肌紅蛋白適配體(MBA)的特異性結(jié)合構(gòu)建肌紅蛋白適體傳感器。采用一步綠色合成法成功制備了PPy-Au NPs納米雜化材料,利用透射電鏡,研究PPy-Au NPs的結(jié)構(gòu)形貌,利用紅外光譜、漫反射紫外、紫外光譜對PPy-Au NPs進行表征,圓二色譜用來估測PPy-Au NPs的生物相容性。用PPy-Au NPs修飾玻碳電極(PPy-Au NPs/GCE),并在修飾的電極表面嫁接上肌紅蛋白適配體(MBA/PPy-Au NPs/GCE),該修飾電極能特異性綁定識別肌紅蛋白,形成Mb/MBA/PPy-Au NPs/GCE。由于肌紅蛋白不導(dǎo)電,一旦肌紅蛋白被綁定到MBA/PPy-Au NPs/GCE表面,就能夠阻礙電極表面電子的傳遞。在最優(yōu)實驗條件下,該適體傳感器的檢測線性范圍為0.0001-0.15 g/L,檢測限為30.9 ng/mL。將適體傳感器用于實際樣品檢測,適體傳感器具有良好的抗干擾能力,具有可靠的實驗結(jié)果。3.基于PPy-F127-Au NPs構(gòu)建過氧化物酶/5’-核苷酸酶(peroxidase/5'-nucleotidase)雙酶生物傳感器檢測肌苷酸含量。綜合PPy, F127, Au NPs的優(yōu)良特性,我們成功合成了PPy-F127-Au NPs。通過紅外光譜,紫外光譜驗證PPy-F127-Au NPs的成功合成,通過透射電鏡觀察PPy-F127-Au NPs的形貌特征,用圓二色譜估測PPy-F127-Au NPs的生物相容性,并用表面接觸角實驗測定PPy-F127-Au NPs的生物相容性和親水性。分析雙酶傳感器的電化學行為,并用構(gòu)建的雙酶生物傳感器檢測肌苷酸的濃度。線性循環(huán)伏安法和方波伏安法表明,在雙酶傳感器表面發(fā)生了肌苷酸的催化反應(yīng),且肌苷酸的檢測濃度范圍是0.05-15g/L,最低檢測限為3.85 ng/mL。同時,我們發(fā)現(xiàn)該雙酶傳感器具有良好的抗干擾能力,穩(wěn)定性和重復(fù)性。雙酶傳感器檢測結(jié)果與高效液相色譜檢測結(jié)果相似。
【關(guān)鍵詞】：聚吡咯 納米材料 肉品品質(zhì) 內(nèi)源性成分 電化學檢測
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TS251.7;O657.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 生物傳感器9-11
• 1.1.1 生物傳感器的發(fā)展9-10
• 1.1.2 生物傳感器的特點10
• 1.1.3 生物傳感器在食品工業(yè)的應(yīng)用10-11
• 1.1.4 生物傳感器的研究困難和挑戰(zhàn)11
• 1.2 聚吡咯簡介11-12
• 1.3 肉品品質(zhì)檢測12-15
• 1.3.1 乳酸13-14
• 1.3.2 肌紅蛋白14-15
• 1.3.3 肌苷酸15
• 1.4 本課題的基本思路和目的15-16
• 第二章 PPy-F127 NPs的合成及在肉品乳酸檢測中的應(yīng)用16-26
• 2.1 引言16-17
• 2.2 實驗部分17-19
• 2.2.1 試劑和儀器17
• 2.2.2 PPy-F127 NPs的合成17
• 2.2.3 PPy-F127 NPs的表征17-18
• 2.2.4 生物相容性評價18
• 2.2.5 納米粒子的生物傳感器的構(gòu)建、性能評價以及對肉品中乳酸的檢測18-19
• 2.3 結(jié)果與討論19-24
• 2.3.1 PPy-F127 NPs的表征19-20
• 2.3.1.1 透射電鏡分析19
• 2.3.1.2 元素分析儀分析19
• 2.3.1.3 紫外光譜分析19-20
• 2.3.2 生物相容性評價20-21
• 2.3.3 Nafion/LOx/(PPy-F127)/GCE生物傳感器的的電化學實驗21-22
• 2.3.4 Nafion/LOx/(PPy-F127)/GCE生物傳感器性能檢測22-23
• 2.3.5 Nafion/LOx/(PPy-F127)/GCE生物傳感器的穩(wěn)定性和抗干擾性23
• 2.3.6 實際樣品檢測23-24
• 2.4 結(jié)論24-26
• 第三章 基于PPy-Au NPs適體傳感器的構(gòu)建和肌紅蛋白的檢測26-38
• 3.1 介紹26-27
• 3.2 實驗部分27-29
• 3.2.1 試劑與儀器27
• 3.2.2 PPy-Au NPs的制備27
• 3.2.3 PPy-Au NPs的表征27
• 3.2.4 生物相容性評價27-28
• 3.2.5 構(gòu)建基于PPy-Au NPs的適配體傳感器和肌紅蛋白的檢測28-29
• 3.3 結(jié)果與討論29-36
• 3.3.1 PPy-Au NPs的表征29-32
• 3.3.2 MBA/(PPy-Au NPs)/APTES/GCE適配體傳感器的電化學表征32-33
• 3.3.3 MBA/(PPy-Au NPs)/APTES/GCE適配體傳感器的條件優(yōu)化33-35
• 3.3.4 MBA/(PPy-Au NPs)/APTES/GCE適配體傳感器的電化學研究35-36
• 3.3.5 MBA/(PPy-Au NPs)/APTES/GCE適體傳感器的特異性檢測36
• 3.3.6 MBA/(PPy-Au NPs)/APTES/GCE適體傳感器的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性36
• 3.3.7 實際樣本分析36
• 3.4 結(jié)論36-38
• 第四章 基于PPy-F127-Au NPs雙酶生物傳感器的構(gòu)建和肉品中肌苷酸含量的檢測38-49
• 4.1 介紹38-39
• 4.2 實驗部分39-41
• 4.2.1 試劑和儀器39
• 4.2.2 PPy-F127-Au NPs的制備39
• 4.2.3 PPy-F127-Au NPs的表征39-40
• 4.2.4 生物相容性評價40
• 4.2.5 基于PPy-F127-Au NPs雙酶生物傳感器的構(gòu)建和肉品中肌苷酸含量的檢測40-41
• 4.3 結(jié)果與討論41-47
• 4.3.1 PPy-F127-Au NPs的表征41-42
• 4.3.2 CS/peroxidase-5’-nucleotidase/PPy-F127-Au NPs修飾電極的表征42-43
• 4.3.3 生物相容性評價43-44
• 4.3.4 雙酶生物傳感器條件優(yōu)化44-45
• 4.3.5 CS/peroxidase-5’-nucleotidase/PPy-F127-Au NPs雙酶傳感器檢測肌苷酸45-46
• 4.3.6 CS/peroxidase-5’-nucleotidase/PPy-F127-Au NPs雙酶傳感器的穩(wěn)定性和抗干擾性能46-47
• 4.3.7 實際樣品分析47
• 4.4 結(jié)論47-49
• 參考文獻49-59
• 在讀期間發(fā)表的學術(shù)和會議論文59-60
• 致謝60

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