電化學(xué)適配體傳感器的構(gòu)建及其在蔬菜有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-08-09 14:44
有機(jī)磷農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題已成為我國蔬菜安全重大隱患之一。目前農(nóng)藥殘留檢測(cè)主要是儀器分析方法,它們有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,但大多存在設(shè)備昂貴、溶劑消耗量大,不能滿足現(xiàn)場快速檢測(cè)的缺陷。因此,研究高效、可靠的蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于適配體具有易合成、易標(biāo)記、生物穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),基于適配體的傳感技術(shù)得到飛速發(fā)展,并與多種分析技術(shù)(電化學(xué)、熒光、比色等)相結(jié)合,在農(nóng)產(chǎn)品有害物質(zhì)分析領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文為構(gòu)建靈敏性高、制備過程簡單、可重復(fù)利用的電化學(xué)適配體傳感器做了相關(guān)研究和探索,并用于蔬菜中丙溴磷、甲拌磷、水胺硫磷和氧化樂果4種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測(cè),為便攜式農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)裝置的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:(1)利用二茂鐵(Fc)標(biāo)記的發(fā)夾適配體作為電化學(xué)信號(hào)供體,以氧化石墨烯-殼聚糖(GO-CS)納米復(fù)合材料修飾絲網(wǎng)印刷碳電極(SPCE),研制了一種用于有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)的新型超靈敏適配體傳感器。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,有機(jī)磷農(nóng)藥適配體被設(shè)計(jì)成發(fā)卡結(jié)構(gòu),并用氨基(-NH2)和Fc標(biāo)記,作為氧化還原信號(hào)開關(guān);GO-CS用于固定氨基化適配體,其良好...
【文章來源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
種有機(jī)磷農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
2.3 結(jié)果與討論2.3.1 電化學(xué)適配體傳感器的制備原理圖2.1闡明了本實(shí)驗(yàn)提出的基于Fc作為電子供體的超靈敏適配體傳感器的制備過程和實(shí)驗(yàn)原理。GO-CS 是一種具有良好導(dǎo)電性的納米復(fù)合材料,它表面豐富的-COOH 為HP 在電極界面的固定提供了基礎(chǔ)。此策略的另一重要方面是 HP 的設(shè)計(jì)與標(biāo)記。HP 序列包含兩部分:一是特異性識(shí)別有機(jī)磷農(nóng)藥的適配體(左),另一部分是為形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)添加的寡核苷酸序列(右)。此發(fā)卡結(jié)構(gòu)用作電化學(xué)信號(hào)測(cè)量的開關(guān)。HP 的5'和3'端分別標(biāo)記有-NH2和 Fc,-NH2用于 HP 的固定,F(xiàn)c 是該檢測(cè)系統(tǒng)唯一的電化學(xué)信號(hào)供體。在沒有 OPs 存在的情況下,電極表面固定的 HP 保持折疊形態(tài),F(xiàn)c 分子緊貼 SPCE表面,從而產(chǎn)生較高的電流信號(hào)。但是,當(dāng) OPs 存在時(shí)
與裸 SPCE 相比(圖 2.2A-a),GO-CS 修飾的電極的氧化還原峰電流更高(圖2.2A-b),這是由于該復(fù)合材料具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。此外,明顯的峰電位偏移現(xiàn)象也說明SPCE 表面被成功修飾。隨著 HP 的進(jìn)一步固定(圖 2.2A-c),電流峰值增加,這可能是由于發(fā)卡結(jié)構(gòu) HP 上標(biāo)記的 Fc 靠近電極表面,導(dǎo)致電流信號(hào)大幅度增加,以至于大分子DNA 對(duì)電子轉(zhuǎn)移的影響可忽略不計(jì)。當(dāng)傳感器在一定濃度的目標(biāo)分子丙溴磷溶液中孵育后,峰電流明顯降低(圖 2.2A-d),這可能是因?yàn)椋海?)HP 與目標(biāo)物結(jié)合形成的 HP-丙溴磷復(fù)合物阻礙[Fe(CN)6]3-/4-溶液中電子轉(zhuǎn)移;(2)目標(biāo)物打開 HP 發(fā)卡結(jié)構(gòu),使 Fc離開電極表面,氧化還原信號(hào)減小。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該適配體傳感器已被成功構(gòu)建。在較低的氧化電位下,F(xiàn)c 分子能被氧化失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)變成 Fc+。本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)主要來源于 Fc 的氧化還原信號(hào)。為證明該方案的可行性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥多殘留的光譜特征檢測(cè)分析[J]. 劉凱. 科技通報(bào). 2017(08)
[2]分散固相萃取-表面增強(qiáng)拉曼聯(lián)用法快速檢測(cè)蔬菜中10種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留[J]. 唐劍,仲雪,倪天瑞,;,汪泓,鄭大威. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]基于熒光光譜的生菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)[J]. 孫俊,周鑫,毛罕平,武小紅,楊寧,張曉東. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(19)
[4]基于核酸適配體的熒光法檢測(cè)水胺硫磷和丙溴磷[J]. 王麗,葉華,桑宏慶,王丹丹. 分析化學(xué). 2016(05)
[5]基于線性判別法的生菜農(nóng)藥殘留定性檢測(cè)模型研究[J]. 孫俊,蔣淑英,毛罕平,朱文靜,高洪燕,武小紅. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]我國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 王闖,孫皎,王濤,楊國慧. 北方園藝. 2014(04)
[7]SELEX技術(shù)篩選毒死蜱單鏈DNA適體[J]. 雷兆靜,張存政,劉媛,王麗,胡秋輝,劉賢進(jìn). 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(01)
博士論文
[1]一種間接標(biāo)記的高靈敏度DNA電化學(xué)傳感器的研究[D]. 袁瑩.中國醫(yī)科大學(xué) 2018
[2]基于適配體的微梁陣列生化傳感技術(shù)研究[D]. 李潮.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]基于絲網(wǎng)印刷電極的電化學(xué)生物傳感器的研究[D]. 張永花.陜西師范大學(xué) 2017
[4]農(nóng)藥殘留和重金屬離子檢測(cè)用新型氮雜石墨烯基電化學(xué)傳感器的研究[D]. 蔣鼎.江蘇大學(xué) 2017
[5]硅膠表面分子印跡聚合物及新型電化學(xué)發(fā)光生物傳感器在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用[D]. 苗珊珊.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于比色光譜的蔬菜有機(jī)磷農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法研究[D]. 李文.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[7]蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測(cè)方法的建立及農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)研究[D]. 南京熙.延邊大學(xué) 2015
[8]發(fā)光功能化納米材料在結(jié)核病診斷化學(xué)發(fā)光核酸傳感器中的應(yīng)用[D]. 蔣杰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[9]四種有機(jī)磷農(nóng)藥核酸適體的篩選、鑒定及其活性研究[D]. 王麗.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]酶傳感器用于蔬菜和水體中有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測(cè)的研究[D]. 龍蓓青.湖南大學(xué) 2018
[2]基于Cu-BTC金屬有機(jī)骨架材料光/電化學(xué)傳感器構(gòu)建及有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)研究[D]. 王羅娜.揚(yáng)州大學(xué) 2018
[3]基于高光譜成像的西蘭花農(nóng)藥殘留無損檢測(cè)方法研究[D]. 顧敏.浙江理工大學(xué) 2018
[4]基于納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感的蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法研究[D]. 張媛媛.江蘇大學(xué) 2017
[5]非標(biāo)記熒光核酸適配體傳感器檢測(cè)果蔬中啶蟲脒和丙溴磷殘留的研究[D]. 劉鑫.吉林大學(xué) 2017
[6]基于適配體的金納米粒子比色法檢測(cè)毒死蜱和17β-雌二醇的研究[D]. 于笑沨.吉林大學(xué) 2017
[7]基于石墨烯/聚酰亞胺功能材料的葡萄糖、苯二酚傳感器及電催化性能研究[D]. 沈璇.蘭州大學(xué) 2017
[8]基于適配體的農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 白文薈.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016
[9]基于微電極農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)用生物傳感器制備方法研究[D]. 賈彗櫻.山東理工大學(xué) 2016
[10]韭菜表面農(nóng)藥殘留的可見—近紅外光譜分析方法研究[D]. 胡東.西安科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3332263
【文章來源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
種有機(jī)磷農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
2.3 結(jié)果與討論2.3.1 電化學(xué)適配體傳感器的制備原理圖2.1闡明了本實(shí)驗(yàn)提出的基于Fc作為電子供體的超靈敏適配體傳感器的制備過程和實(shí)驗(yàn)原理。GO-CS 是一種具有良好導(dǎo)電性的納米復(fù)合材料,它表面豐富的-COOH 為HP 在電極界面的固定提供了基礎(chǔ)。此策略的另一重要方面是 HP 的設(shè)計(jì)與標(biāo)記。HP 序列包含兩部分:一是特異性識(shí)別有機(jī)磷農(nóng)藥的適配體(左),另一部分是為形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)添加的寡核苷酸序列(右)。此發(fā)卡結(jié)構(gòu)用作電化學(xué)信號(hào)測(cè)量的開關(guān)。HP 的5'和3'端分別標(biāo)記有-NH2和 Fc,-NH2用于 HP 的固定,F(xiàn)c 是該檢測(cè)系統(tǒng)唯一的電化學(xué)信號(hào)供體。在沒有 OPs 存在的情況下,電極表面固定的 HP 保持折疊形態(tài),F(xiàn)c 分子緊貼 SPCE表面,從而產(chǎn)生較高的電流信號(hào)。但是,當(dāng) OPs 存在時(shí)
與裸 SPCE 相比(圖 2.2A-a),GO-CS 修飾的電極的氧化還原峰電流更高(圖2.2A-b),這是由于該復(fù)合材料具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性。此外,明顯的峰電位偏移現(xiàn)象也說明SPCE 表面被成功修飾。隨著 HP 的進(jìn)一步固定(圖 2.2A-c),電流峰值增加,這可能是由于發(fā)卡結(jié)構(gòu) HP 上標(biāo)記的 Fc 靠近電極表面,導(dǎo)致電流信號(hào)大幅度增加,以至于大分子DNA 對(duì)電子轉(zhuǎn)移的影響可忽略不計(jì)。當(dāng)傳感器在一定濃度的目標(biāo)分子丙溴磷溶液中孵育后,峰電流明顯降低(圖 2.2A-d),這可能是因?yàn)椋海?)HP 與目標(biāo)物結(jié)合形成的 HP-丙溴磷復(fù)合物阻礙[Fe(CN)6]3-/4-溶液中電子轉(zhuǎn)移;(2)目標(biāo)物打開 HP 發(fā)卡結(jié)構(gòu),使 Fc離開電極表面,氧化還原信號(hào)減小。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該適配體傳感器已被成功構(gòu)建。在較低的氧化電位下,F(xiàn)c 分子能被氧化失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)變成 Fc+。本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)主要來源于 Fc 的氧化還原信號(hào)。為證明該方案的可行性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥多殘留的光譜特征檢測(cè)分析[J]. 劉凱. 科技通報(bào). 2017(08)
[2]分散固相萃取-表面增強(qiáng)拉曼聯(lián)用法快速檢測(cè)蔬菜中10種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留[J]. 唐劍,仲雪,倪天瑞,;,汪泓,鄭大威. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]基于熒光光譜的生菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)[J]. 孫俊,周鑫,毛罕平,武小紅,楊寧,張曉東. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(19)
[4]基于核酸適配體的熒光法檢測(cè)水胺硫磷和丙溴磷[J]. 王麗,葉華,桑宏慶,王丹丹. 分析化學(xué). 2016(05)
[5]基于線性判別法的生菜農(nóng)藥殘留定性檢測(cè)模型研究[J]. 孫俊,蔣淑英,毛罕平,朱文靜,高洪燕,武小紅. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]我國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 王闖,孫皎,王濤,楊國慧. 北方園藝. 2014(04)
[7]SELEX技術(shù)篩選毒死蜱單鏈DNA適體[J]. 雷兆靜,張存政,劉媛,王麗,胡秋輝,劉賢進(jìn). 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(01)
博士論文
[1]一種間接標(biāo)記的高靈敏度DNA電化學(xué)傳感器的研究[D]. 袁瑩.中國醫(yī)科大學(xué) 2018
[2]基于適配體的微梁陣列生化傳感技術(shù)研究[D]. 李潮.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]基于絲網(wǎng)印刷電極的電化學(xué)生物傳感器的研究[D]. 張永花.陜西師范大學(xué) 2017
[4]農(nóng)藥殘留和重金屬離子檢測(cè)用新型氮雜石墨烯基電化學(xué)傳感器的研究[D]. 蔣鼎.江蘇大學(xué) 2017
[5]硅膠表面分子印跡聚合物及新型電化學(xué)發(fā)光生物傳感器在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用[D]. 苗珊珊.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于比色光譜的蔬菜有機(jī)磷農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)方法研究[D]. 李文.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[7]蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測(cè)方法的建立及農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)研究[D]. 南京熙.延邊大學(xué) 2015
[8]發(fā)光功能化納米材料在結(jié)核病診斷化學(xué)發(fā)光核酸傳感器中的應(yīng)用[D]. 蔣杰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[9]四種有機(jī)磷農(nóng)藥核酸適體的篩選、鑒定及其活性研究[D]. 王麗.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]酶傳感器用于蔬菜和水體中有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測(cè)的研究[D]. 龍蓓青.湖南大學(xué) 2018
[2]基于Cu-BTC金屬有機(jī)骨架材料光/電化學(xué)傳感器構(gòu)建及有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)研究[D]. 王羅娜.揚(yáng)州大學(xué) 2018
[3]基于高光譜成像的西蘭花農(nóng)藥殘留無損檢測(cè)方法研究[D]. 顧敏.浙江理工大學(xué) 2018
[4]基于納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感的蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法研究[D]. 張媛媛.江蘇大學(xué) 2017
[5]非標(biāo)記熒光核酸適配體傳感器檢測(cè)果蔬中啶蟲脒和丙溴磷殘留的研究[D]. 劉鑫.吉林大學(xué) 2017
[6]基于適配體的金納米粒子比色法檢測(cè)毒死蜱和17β-雌二醇的研究[D]. 于笑沨.吉林大學(xué) 2017
[7]基于石墨烯/聚酰亞胺功能材料的葡萄糖、苯二酚傳感器及電催化性能研究[D]. 沈璇.蘭州大學(xué) 2017
[8]基于適配體的農(nóng)獸藥殘留快速檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 白文薈.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016
[9]基于微電極農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)用生物傳感器制備方法研究[D]. 賈彗櫻.山東理工大學(xué) 2016
[10]韭菜表面農(nóng)藥殘留的可見—近紅外光譜分析方法研究[D]. 胡東.西安科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3332263
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