發(fā)布時(shí)間：2017-09-21 09:27

  本文關(guān)鍵詞：基于納米復(fù)合材料新型電化學(xué)免疫傳感器用于乳制品中大腸桿菌的檢測(cè)研究

  更多相關(guān)文章： 電化學(xué)免疫傳感器 金納米棒 樹(shù)枝狀大分子 納米金 大腸桿菌 乳制品

【摘要】：電化學(xué)免疫分析法將免疫反應(yīng)的特異性和電化學(xué)的便捷性相結(jié)合,因其具有選擇性好、靈敏度高、分析費(fèi)用低等特點(diǎn),逐步成微量、痕量分析中普遍使用的一種檢測(cè)方法。目前,在材料科學(xué)和生化技術(shù)的快速進(jìn)步同時(shí),納米復(fù)合材料的應(yīng)用為發(fā)展新型靈敏的電化學(xué)免疫分析體系提供了新的研究方向。基于納米復(fù)合材料的電化學(xué)生物傳感器,不僅提高了其檢測(cè)性能,而且使其化學(xué)、物理性質(zhì)以及檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)耗時(shí)都得到了有效改進(jìn)。發(fā)展乳制品中大腸桿菌的快速、靈敏、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法對(duì)乳制品質(zhì)量的保證、乳品工業(yè)的發(fā)展、人民健康的保障都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義�；诓煌愋偷募{米復(fù)合材料本文發(fā)展了三種電化學(xué)傳感器并將其用于實(shí)際樣品檢測(cè)。由于本方法具有優(yōu)良的電化學(xué)測(cè)定特性,這為改進(jìn)不同形態(tài)乳制品中大腸桿菌的分析研究提供了理論支持。具體內(nèi)容如下:1.金納米棒標(biāo)記物放大的電化學(xué)免疫分析乳制品中大腸桿菌的研究本實(shí)驗(yàn)合成了二氧化硅包金納米棒(AuNR@SiO2)的多組分納米材料,并以其結(jié)合抗體和二茂鐵甲酸(FCA)制備生物功能化的探針{dAb-Au NR-FCA}用于乳制品中大腸桿菌(E.coli)的快速檢測(cè)。{dAb-AuNR-FCA}利用dAb免疫結(jié)合大腸桿菌,FCA作為電活性物質(zhì)將免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。采用“三明治”免疫分析策略,基于示差脈沖伏安(Differential Pulse Voltammetry)法電化學(xué)檢測(cè)FCA產(chǎn)生的DPV響應(yīng)電流與菌體數(shù)量之間的關(guān)系,對(duì)大腸桿菌的進(jìn)行定量。由于可以在AuNRs@SiO2上固定更多的FCA和抗體,從而對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,使得檢測(cè)靈敏度有了很大的提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,FCA產(chǎn)生的電流信號(hào)與大腸桿菌濃度的對(duì)數(shù)在1.0×102~5.0×104 cfu/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,檢出限達(dá)到60 cfu/mL(S/N=3)。利用該電化學(xué)免疫分析法對(duì)乳制品進(jìn)行了大腸桿菌的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),回收率在95.6%~106%之間。2.基于酶誘導(dǎo)沉積聚苯胺的信號(hào)放大策略用于電化學(xué)免疫分析乳制品中大腸桿菌基于辣根過(guò)氧化酶(HRP)催化氧化苯胺生成聚苯胺(PAn),建立信號(hào)放大的電化學(xué)免疫分析方法用于乳品中E.coli的檢測(cè)。研制了樹(shù)枝狀大分子包裹納米金復(fù)合材料(PAMAM(Au))并將其用于構(gòu)建生物傳感界面。文中重點(diǎn)研究了在納米復(fù)合材料制備過(guò)程中HAuCl4/PAMAM不同比率對(duì)傳感器靈敏度的影響。同時(shí),將大腸桿菌檢測(cè)抗體(dAb)和HRP共同修飾于多壁碳納米管(CNTs)表面制備了{(lán)dAb-CNT-HRP}生物復(fù)合物。采用“三明治”夾心方式,基于大腸桿菌表面抗原與其抗體之間的相互作用,將{dAb-CNT-HRP}吸附于電極表面。利用不同濃度的大腸桿菌對(duì)應(yīng)產(chǎn)生不同量的PAn,最后檢測(cè)時(shí)獲得大小不同的電信號(hào),實(shí)現(xiàn)了對(duì)大腸桿菌的檢測(cè)。結(jié)果表明,濃度范圍在1.0×102~1.0×106 cfu/mL區(qū)間,示差脈沖伏安響應(yīng)電流信號(hào)與E.coli濃度的對(duì)數(shù)呈良好線性關(guān)系,檢出限為50cfu/mL。利用該電化學(xué)免疫分析方法對(duì)不同乳制品進(jìn)行了大腸桿菌的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),回收率在96.8%~108.7%之間。3.基于樹(shù)枝狀大分子和功能化納米金的電化學(xué)免疫傳感器用于乳制品中大腸桿菌檢測(cè)利用殼聚糖-硫堇修飾玻碳電極為基底,通過(guò)酰胺鍵固定樹(shù)枝狀大分子包裹納米金復(fù)合材料(PAMAM(Au))進(jìn)而結(jié)合大腸桿菌單克隆抗體。另外,采用納米金為載體固定辣根過(guò)氧化酶(HRP)和檢測(cè)抗體(dAb)制備了{(lán)dAb-AuNPs-HRP}生物復(fù)合物。以乳制品中大腸桿菌為研究對(duì)象,利用大腸桿菌與其抗體之間的特異性結(jié)合構(gòu)建“三明治”結(jié)構(gòu)。采用電極表面固定的硫堇為電子媒介體,通過(guò)測(cè)定HRP催化過(guò)氧化氫產(chǎn)生的響應(yīng)電流實(shí)現(xiàn)對(duì)乳制品中大腸桿菌的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)表明:在2.0×102~2.0×106 cfu/mL濃度范圍內(nèi),電流信號(hào)與大腸桿菌濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系,檢出限為80 cfu/mL。本文所研制的電化學(xué)免疫傳感器具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)信號(hào)快等優(yōu)點(diǎn),為乳制品中大腸桿菌的檢測(cè)提供了新的方法。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)免疫傳感器 金納米棒 樹(shù)枝狀大分子 納米金 大腸桿菌 乳制品
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TS252.7;O657.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 電化學(xué)免疫傳感器12-15
• 1.1.1 電化學(xué)免疫傳感器原理12
• 1.1.2 電化學(xué)免疫傳感器的類型12-13
• 1.1.3 電化學(xué)免疫傳感界面的構(gòu)建方法13
• 1.1.4 電化學(xué)免疫傳感器的表征13-14
• 1.1.5 電化學(xué)免疫傳感器在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用14-15
• 1.1.6 電化學(xué)免疫傳感器未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)15
• 1.2 納米復(fù)合材料及其在電化學(xué)免疫傳感器中的應(yīng)用15-21
• 1.2.1 納米材料的設(shè)計(jì)與合成15-16
• 1.2.2 納米復(fù)合材料的發(fā)展16-17
• 1.2.3 納米復(fù)合材料的制備17-18
• 1.2.4 納米復(fù)合材料的表征18-19
• 1.2.5 納米復(fù)合材料在免疫分析中的應(yīng)用19-21
• 1.3 乳制品中大腸桿菌的檢測(cè)意義21-22
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 基于AuNR@SiO_2的免疫方法用于乳制品中大腸桿菌的電化學(xué)檢測(cè)24-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分25-26
• 2.1.1 試劑與儀器25
• 2.1.2 AuNRs@SiO_2的制備25
• 2.1.3 {dAb-AuNR-FCA}的制備25-26
• 2.1.4 免疫傳感器的制備26
• 2.1.5 電化學(xué)檢測(cè)26
• 2.2 結(jié)果與討論26-32
• 2.2.1 基于{dAb-Au NR-FCA}電化學(xué)免疫傳感器的檢測(cè)機(jī)制26-27
• 2.2.2 材料的形貌和紫外表征27-28
• 2.2.3 修飾電極的電化學(xué)表征28
• 2.2.4 免疫測(cè)定條件的優(yōu)化28-29
• 2.2.5 大腸桿菌的電化學(xué)測(cè)定29-31
• 2.2.6 電化學(xué)免疫傳感器的特異性和穩(wěn)定性研究31
• 2.2.7 回收率實(shí)驗(yàn)31-32
• 2.3 結(jié)論32-33
• 第三章 基于酶誘導(dǎo)沉積聚苯胺的信號(hào)放大策略分析乳品中大腸桿菌33-43
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 3.1.1 試劑與儀器34
• 3.1.2 大腸桿菌培養(yǎng)和平板計(jì)數(shù)法對(duì)照34-35
• 3.1.3 PAMAM(Au)的制備35
• 3.1.4 {dAb-CNT-HRP}生物復(fù)合物的制備35
• 3.1.5 電化學(xué)免疫傳感器的制備35
• 3.1.6 基于酶催化沉積聚苯胺的電化學(xué)檢測(cè)35-36
• 3.2 結(jié)果與討論36-42
• 3.2.1 電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建與表征36
• 3.2.2 PAMAM(Au)的表征36-37
• 3.2.3 {dAb-CNT-HRP}納米探針的表征37-38
• 3.2.4 PAMAM(Au)制備過(guò)程中HAuCl_4/PAMAM比例的優(yōu)化38-39
• 3.2.5 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件39
• 3.2.6 大腸桿菌的電化學(xué)檢測(cè)39-41
• 3.2.7 電化學(xué)方法的性能研究41
• 3.2.8 實(shí)際樣品的檢測(cè)41-42
• 3.3 結(jié)論42-43
• 第四章 基于樹(shù)枝狀大分子和功能化納米金的電化學(xué)免疫傳感器用于乳制品中大腸桿菌檢測(cè)43-51
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分43-45
• 4.1.1 試劑與儀器43
• 4.1.2 {dAb-AuNPs-HRP}為探針的制備43-44
• 4.1.3 PAMAM（Au）的制備44
• 4.1.4 電化學(xué)免疫傳感器的制備44
• 4.1.5 大腸桿菌電化學(xué)檢測(cè)44-45
• 4.2 結(jié)果與討論45-50
• 4.2.1 電化學(xué)表征45-47
• 4.2.2 {dAb-AuNPs-HRP}納米探針的表征47
• 4.2.3 檢測(cè)條件的優(yōu)化47-48
• 4.2.4 大腸桿菌的電化學(xué)檢測(cè)48
• 4.2.5 傳感器的特異性、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性48-49
• 4.2.6 實(shí)際樣品的檢測(cè)49-50
• 4.3 結(jié)論50-51
• 第五章 總結(jié)與展望51-52
• 5.1 結(jié)論51
• 5.2 研究展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-59
• 致謝59-60
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果60

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本文編號(hào)：893696