發(fā)布時間：2020-06-20 03:57

【摘要】：腌漬蔬菜因其風(fēng)味獨(dú)特、口感良好,深受消費(fèi)者喜愛,但在腌漬過程中,附著在蔬菜表面的微生物會把蔬菜中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽,導(dǎo)致腌漬菜中亞硝酸鹽含量存在超標(biāo)風(fēng)險。由于亞硝酸鹽對人體具有很強(qiáng)的毒性和潛在的致癌性,有必要對腌漬蔬菜中的亞硝酸鹽含量進(jìn)行快速檢測。目前檢測亞硝酸鹽的方法有光度法、電化學(xué)法、色譜法、熒光光譜法等,其中熒光光譜法因快速簡便、靈敏度高、檢測限低而受到關(guān)注。采用熒光光譜法檢測亞硝酸鹽時,如何設(shè)計和制備選擇性好、靈敏度高的熒光納米探針是其中的關(guān)鍵。二硫化鉬量子點(diǎn)(MoS_2 QDs),作為一種新型的類石墨烯結(jié)構(gòu)納米材料,由于其良好的物理、光學(xué)和生物特性,被廣泛應(yīng)用在生物成像、傳感檢測領(lǐng)域。本研究基于熒光光譜法,利用MoS_2 QDs分別結(jié)合中性紅和金納米簇發(fā)展了兩種檢測亞硝酸鹽的新方法,并在此基礎(chǔ)上,利用智能手機(jī)和微流控芯片實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽的熒光比色檢測,主要研究內(nèi)容如下:一、基于二硫化鉬和中性紅的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)體系檢測亞硝酸鹽。首先,采用超聲剪切法制備得到二硫化鉬量子點(diǎn)(MoS_2 QDs)。然后,利用透射電鏡、拉曼光譜表征了MoS_2 QDs的形貌結(jié)構(gòu)。通過熒光光譜測得,當(dāng)激發(fā)波長為460 nm時,MoS_2 QDs在530 nm處具有最大熒光發(fā)射峰,當(dāng)向MoS_2 QDs溶液引入中性紅(NR)時,兩者間產(chǎn)生FRET效應(yīng),使得MoS_2 QDs的熒光被猝滅。當(dāng)向MoS_2 QDs-NR體系加入亞硝酸鹽時,NR與亞硝酸鹽反應(yīng)生成重氮鹽,阻斷了FRET過程,引起MoS_2 QDs熒光恢復(fù)�；诖爽F(xiàn)象,本研究實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽在0.01-0.3 mg·L~(-1)范圍內(nèi)的高靈敏檢測,根據(jù)檢測限計算公式3?/S得到檢測限為0.38 nM。最后,以腌漬蒜瓣作為檢測對象,采用加標(biāo)回收的方法驗(yàn)證了本研究的實(shí)用性,測得亞硝酸鹽的回收率為94.0%-102.7%,表明所構(gòu)建的MoS_2QDs-NR熒光體系可用于腌漬蒜瓣中亞硝酸鹽的實(shí)際檢測。二、基于二硫化鉬量子點(diǎn)和金納米簇的比率型熒光探針檢測亞硝酸鹽。首先,分別采用水熱法和氯金酸還原法制備得到能發(fā)射藍(lán)色和紅色熒光的MoS_2 QDs和金納米簇(AuNCs),并利用EDC/NHS試劑耦合得到MoS_2 QDs-AuNCs復(fù)合物。然后,利用透射電鏡、X射線衍射光譜、傅里葉紅外光譜、熒光光譜、紫外可見吸收光譜等手段對所制備的材料進(jìn)行了表征,并詳細(xì)分析了其檢測機(jī)理。通過熒光光譜測得,當(dāng)激發(fā)波長為365 nm時,MoS_2 QDs-AuNCs復(fù)合物在430 nm和615 nm處呈現(xiàn)雙發(fā)射熒光特性,分別對應(yīng)MoS_2 QDs和AuNCs的熒光峰。當(dāng)向MoS_2 QDs-AuNCs體系中加入亞硝酸鹽時,兩者熒光強(qiáng)度的比值(I_(615)/I_(430))與亞硝酸鹽在0.5-40 mg·L~(-1)濃度范圍內(nèi)具有良好的相關(guān)性(R~2=0.991),檢測限為0.67 nM。最后,以腌漬白菜作為檢測對象,采用加標(biāo)回收的方式驗(yàn)證本研究的實(shí)用性,測得亞硝酸鹽的回收率為92.5%-102.5%,表明所構(gòu)建的方法可用于腌漬白菜中亞硝酸鹽的實(shí)際檢測。三、基于二硫化鉬復(fù)合體系的微流控芯片熒光比色檢測亞硝酸鹽。本章在前兩章的基礎(chǔ)上,利用MoS_2 QDs-NR和MoS_2 QDs-AuNCs體系熒光顏色隨亞硝酸鹽濃度的變化,分別構(gòu)建了以MoS_2 QDs-NR和MoS_2 QDs-AuNCs復(fù)合物為基底的微流控芯片,并利用自行組裝的圖像采集裝置對相應(yīng)熒光顏色進(jìn)行采集。然后,基于Android手機(jī)和圖像處理平臺(OpenCV),通過對其熒光圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)了手機(jī)APP檢測亞硝酸鹽的功能。利用該方法分別實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽在0.01-0.3 mg·L~(-1)和1.0-20 mg·L~(-1)范圍內(nèi)的線性檢測。最后,本研究利用該方法和國標(biāo)規(guī)定的格里斯試劑法分別測定了六種常見腌漬蔬菜中亞硝酸鹽的含量,得到亞硝酸鹽含量由高到低依次為:腌蘿卜腌榨菜醬黃瓜酸白菜腌蒜瓣醬豆豉。同時,相比國標(biāo)法,本研究開發(fā)的熒光比色法所測定亞硝酸鹽的誤差率為2.06%-16.67%,表明本方法可用于腌漬蔬菜中亞硝酸鹽含量的實(shí)際檢測。本研究利用MoS_2 QDs復(fù)合熒光體系實(shí)現(xiàn)了腌漬蔬菜中亞硝酸鹽的快速檢測,并利用圖像處理技術(shù)和微流控芯片實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽的可視化,研究成果為腌漬蔬菜中亞硝酸鹽含量實(shí)時、快速檢測提供了新的技術(shù)支持。
【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】：O657.3;TS255.7
【圖文】：

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文-可見分光光度法鹽酸萘乙二胺法：圖 1.1 顯示了該方法的實(shí)驗(yàn)原理。如圖所件下，能使對氨基苯硫磺酸重氮化，再通過與鹽酸萘乙二物，利用分光光度法即可對亞硝酸鹽進(jìn)行比色檢測。此法016[16]規(guī)定方法，檢測成本較低，但該方法檢測步驟冗雜，者們紛紛在該方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。如邵明華[17]基于該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示改進(jìn)后的方法和采取國標(biāo)方法檢測結(jié)果一致檢測工作強(qiáng)度。G.F.Wang 等人[18]在鹽酸介質(zhì)中先利用磺二胺與 1-萘酚-4-磺酸鈉進(jìn)行重氮化偶合反應(yīng)，然后用鎘-為亞硝酸鹽，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了水和水果樣品中硝酸鹽和亞硝酸

通過將化學(xué)信號轉(zhuǎn)化成電信號，從而實(shí)現(xiàn)待測物檢測的一種方法。目前亞硝酸鹽檢測的電化學(xué)法，根據(jù)響應(yīng)機(jī)理和轉(zhuǎn)化電信號的參數(shù)不同，可分為型、電流型和電導(dǎo)性三種。自 19 世紀(jì)初至今，科研工作者對大量的電極材行了探索，發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽在鉑[24]、金[25]、玻碳[26]和氧化石墨烯[27]等電極有電活性。但裸電極易受環(huán)境污染，通常要對其表面進(jìn)行改性。如 R.M.Ameed[28]等人基于石墨烯電極負(fù)載 Cu@Pt 納米粒子實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽在1μM 范圍內(nèi)的靈敏檢測。Fei Pan[29]等人通過金納米粒子和 L-半胱氨酸功能化墨烯制備了 AuNPs/GO-SH 復(fù)合物，利用該復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽在 5-1 的線性檢測，檢測限達(dá)到 0.25μM，該方法檢測示意圖如圖 1.2 所示。上述表明電化學(xué)法可用于亞硝酸鹽的靈敏分析，且檢測裝置具有成本低、便于攜優(yōu)點(diǎn)，但該方法穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較差，易受復(fù)雜樣本和檢測環(huán)境的干擾，需一步改善檢測性能。

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本文編號：2721831