【摘要】：電化學生物傳感器以檢測速度快、靈敏度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢,在食品安全領域具有巨大的應用價值。針對牛奶質量檢測問題,構建了P-選擇素和納米氧化鋅(Zn O)薄膜修飾的電化學生物傳感器。主要研究內(nèi)容如下:1)采用光刻法制作了叉指寬度和間距為30μm、50μm、70μm的金叉指電極,用電化學方法在電極表面沉積納米Zn O薄膜,最后用生物性結合在Zn O薄膜表面修飾P-選擇素。2)分別用循環(huán)伏安法、電鏡掃描儀和電子顯微鏡對傳感器的修飾結果進行了表征。3)以純牛奶作為測試樣品對10m V~500m V范圍的交流電壓幅值進行測試,100m V~500m V范圍測試性能穩(wěn)定,選擇300m V作為測試信號幅值。以磷酸緩沖鹽溶液和純牛奶為測試樣品對傳感器進行了預試驗,頻率設置在10Hz~1MHz之間。4)應用電化學阻抗測試技術,將構建的9種傳感器應用于0萬/ml~160萬/ml細胞濃度牛奶樣品的阻抗測量。建立等效電路模型對阻抗譜進行等效擬合與分析。與裸傳感器相比,修飾了納米Zn O以及P-選擇素后傳感器的靈敏度和檢測精度均顯著提高,并且寬度與間距為70μm傳感器對七個濃度牛奶樣品的區(qū)分度最好。在10KHz頻率下,納米Zn O傳感器和P-選擇素傳感器的細胞與電極間雙電層的阻抗模值與濃度為10萬/m L~70萬/m L均有較好的線性關系。檢測閾值設為5%,決定系數(shù)R2分別為0.996、0.981。利用細胞與電極間雙電層的阻抗行為能夠對奶牛乳腺炎判斷N、T、1級進行較好的預測。
【圖文】：

華北理工大學碩士學位論文物傳感器傳感器是生物信息學、仿生學、物理學、分析化學等眾多學科交 1967 年 Updike 和 Hicks[10]采用酶固化技術成功研制出世界上第一傳感器以其高選擇性、高靈敏度和可連續(xù)測定等突出優(yōu)點受人關注測、食品質量、生物醫(yī)學等領域的重要分析技術與手段。傳感器主要由生物敏感元件和信號轉換裝置組成，并且根據(jù)其不同同的分類[11]。生物敏感元件可以是酶、細胞、抗體等，可固定在膜表面；信號轉換器可以是電極、光纖、壓電晶體等。圖 1 為生物作原理[12]：被測分析物通過擴散或特異性吸附進入到生物敏感膜別后發(fā)生物理或化學反應，產(chǎn)生一系列物理信號，通過對應的換能量處理的電信號，最后通過數(shù)據(jù)分析，得到檢測結果。

圖 2 牛奶的主要成分Fig.2 The main composition of milk表 2 所示[36]，奶牛乳腺受到感染后，，牛奶中過高的體細胞數(shù)，中乳糖和酪蛋白含量降低，鈉元素和乳清蛋白含量升高。這些成檢測的測試電參數(shù)造成不同程度的影響，而乳非脂固體物、脂肪本不會影響檢測。表 2 高體細胞數(shù)對牛奶主要成分的影響Table2 Effects of high somatic cell count on main components of milk成份 高細胞牛奶物質含量 A（%） 正常牛奶物質含量 B（%）固體物 8.80 8.90 肪 3.52 3.50 糖 4.40 4.90 蛋白 2.30 2.80 蛋白 1.30 0.80 0.105 0.057
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212

【參考文獻】

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本文編號：2517139