【摘要】：近年來,我國的水果產(chǎn)量和蔬菜種植面積逐年增長,與此同時,農(nóng)藥的使用量與果蔬產(chǎn)量呈正比增長的,而果蔬中的農(nóng)藥殘留量在μg/kg~mg/kg之間,且種類繁多,因此需要實現(xiàn)對農(nóng)殘快速、低成本、可視化的特異性檢測。本文從基于適配體的熒光法特異性檢測和高效混合結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個方面,設(shè)計了一種高靈敏度的,可實現(xiàn)對兩種農(nóng)藥的特異性檢測的陣列式紙基微流控芯片。研究內(nèi)容和結(jié)果總結(jié)如下:(1)將能識別目標(biāo)農(nóng)藥的適配體與基于熒光內(nèi)濾效應(yīng)(IFE)的金納米(AuNPs)-量子點(CdTe QDs)體系相結(jié)合,構(gòu)建了農(nóng)藥殘留熒光檢測方法。制備了金納米和綠色量子點并對其進(jìn)行表征。AuNPs最大吸收峰在520nm處,CdTe QDs最大發(fā)射峰在535nm處,AuNPs的吸收光譜與CdTe QDs的發(fā)射光譜有足夠的重疊;分析了啶蟲脒與適配體的特異性結(jié)合影響AuNPs在NaCl溶液中團(tuán)聚和分散,其農(nóng)殘檢測的高靈敏度的歸因于IFE效應(yīng),并證實AuNPs猝滅CdTe QDs僅受IFE的影響;最后測量不同啶蟲脒的濃度(0μM、0.5μM、1μM、3μM、5μM、7μM)在AuNPs-NaCl-適配體-CdTe QDs體系中的熒光響應(yīng),測得啶蟲脒在0.5-7μM范圍內(nèi)與熒光增長率成線性相關(guān)。(2)分析了混合通道的結(jié)構(gòu)對混合效果的促進(jìn)作用。基于迫使流體層拉伸、折疊、分割與合并以加強(qiáng)混合的設(shè)計思路設(shè)計了三類混合結(jié)構(gòu),分別是迫使流體層拉伸與折疊以加強(qiáng)混合的設(shè)計思路設(shè)計三種管壁障礙物結(jié)構(gòu)(半圓環(huán)式交錯結(jié)構(gòu)、截圓式交錯結(jié)構(gòu)和圓環(huán)式堆疊結(jié)構(gòu));迫使流體層分割與合并以加強(qiáng)混合的設(shè)計思路設(shè)計兩種內(nèi)部障礙物結(jié)構(gòu)(圓形障礙物混合和方形障礙物混合);以及結(jié)合上述兩種思路設(shè)計的復(fù)合結(jié)構(gòu)。使用COMSOL對每種類型每個結(jié)構(gòu)各個幾何參數(shù)逐一仿真,定義混合強(qiáng)度值I_e來評價每種結(jié)構(gòu)的混合效果,仿真得出“d_2-1700μm型”截圓式交錯結(jié)構(gòu)的微混合通道混合效果最佳,I_e值為0.92441,相對于空白對照組的提升率為231.698%。最終選用截圓交錯結(jié)構(gòu)作為紙芯片混合區(qū)的混合結(jié)構(gòu)。(3)利用顯色劑對仿真優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行試驗,通過顏色分析其混合效果,證實了仿真結(jié)果。結(jié)合熒光檢測方法和最優(yōu)的混合區(qū)通道,設(shè)計可同時檢測兩種農(nóng)藥的陣列式紙基傳感器,此傳感器通過農(nóng)藥檢測區(qū)與對照區(qū)熒光強(qiáng)度的差異來半定量判斷農(nóng)藥殘留。結(jié)果顯示:此檢測系統(tǒng)對啶蟲脒的檢測范圍是50~600μg/kg;對丙溴磷的檢測范圍是60~480μg/kg,低于國標(biāo)中的農(nóng)藥最大殘留限量。紙基陣列式熒光法農(nóng)殘檢測傳感器具有高靈敏性,具備同時對兩種或拓展至更多種農(nóng)藥的特異性檢測,為食品和環(huán)境安全中的多目標(biāo)物精確檢測提供方法。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S481.8
【圖文】：

圖 1.2 生物傳感器檢測原理Fig. 1.2 Principle of biosensor detection J 等[21]基于有機(jī)磷農(nóng)藥抑制膽堿酯酶催化活性的能于分子轉(zhuǎn)導(dǎo)的原理檢測膽堿酯酶的活性，固定的過直接電子轉(zhuǎn)移催化過氧化氫的電解還原。在優(yōu)化濃M。22]為檢測甲基對硫磷農(nóng)藥，利用黃桿菌設(shè)計了一種有有機(jī)磷水解酶，可以水解甲基對硫磷并產(chǎn)生對硝個細(xì)胞固定在玻璃纖維過濾器上，并儲存在 4℃直至檢出限為 0.3μM，與其配套的檢測裝置簡單、操作磷農(nóng)藥(OPs)的酶傳感器，都是基于酶抑制反應(yīng)，同一樣品中的有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥區(qū)分開，法忽視的障礙。此外與電化學(xué)檢測的生物傳感器相

陣列式多層紙基微流控芯片農(nóng)藥檢測方法測定，檢出限為 0.096 ng/mL，線性檢測范圍為 0.98 ~ 8.29 ng 法生物傳感器雖然具有良好的特異性，可以選擇性檢測農(nóng)藥，但大，且不同批次的抗體的性能也會有差異。ng 等[24]開發(fā)了一種用于檢測有機(jī)磷農(nóng)藥的 DNA 傳感器。如圖 標(biāo)（MB）與特異性 DNA 適體結(jié)合，從而激活熒光信號。當(dāng)目配體與目標(biāo)農(nóng)藥的特異性結(jié)合，使得分子信標(biāo)猝滅。該方法通過的方式對農(nóng)藥進(jìn)行微量檢測，能夠特異性檢測出甲拌磷，丙溴樂果的定量值。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 康長安;何娟;楊柳;高會云;劉德倉;盧奎;;色譜、光譜及聯(lián)用技術(shù)在多農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用[J];環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù);2007年04期

2 王玉田;崔立超;李艷春;王冬生;;用三維熒光技術(shù)檢測氨基甲酸脂類農(nóng)藥殘留研究[J];計量技術(shù);2006年03期

3 李文秀,徐可欣,汪V

本文編號：2713246