本文關鍵詞：海洋生物毒素檢測的細胞傳感器及手持式檢測儀的研究

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【摘要】：隨著社會的迅速發(fā)展,海洋污染越來越嚴重,海洋生物毒素已經對人類的健康造成了威脅。海洋生物毒素是一類由藻類產生的活性分子化合物,經過貝類濾食后進入到貝肉體形成了生物富集。一朝人們不小心吃了有毒的貝肉以后,輕者引發(fā)人類中毒,重者可導致人死亡。當前海洋生物毒素的檢測手段大致有小鼠生物法(MBA)、高效液相色譜法(HPLC)和色譜-質譜聯(lián)用法(LC-MS/MS)等。但是,這些檢測手段雖有一些優(yōu)勢,但在實踐過程中也有著一些限制,比如小鼠生物法的重復性差、有悖動物倫理,而HPLC與LC-MS/MS有設備昂貴,操作繁瑣等問題。作為一種新興的檢測技術,細胞傳感器與普通傳感器不同,它所用的敏感元件是離體細胞,并能夠與物理化學傳感器來實現(xiàn)對細胞的各種生理參數(shù)進行測定分析。細胞傳感器在細胞生理及食物檢測等方面應用范圍大。此外,手持式檢測儀基于智能手機可進行快速現(xiàn)場海洋生物毒素的檢測。本論文基于細胞水平上檢測海洋生物毒素的機理不同,提出了兩種可在實驗室應用的細胞生物傳感器檢測海洋生物毒素的方法,以及設計了一種新型手持式檢測儀可用于現(xiàn)場快速檢測海洋生物毒素的方法。本論文的主要創(chuàng)新性的工作在于:1.研究了基于肝癌細胞的聲表面波傳感器檢測大田軟海綿酸的方法本文設計了一種基于肝癌細胞(HepG2)的聲表面波傳感器,并將其用到了大田軟海綿(OA)的檢測方法。研究了優(yōu)化細胞培養(yǎng)密度進行毒素的檢測,最佳細胞密度為10000個/孔。當毒素濃度在10-1OOng/mL時,聲表面?zhèn)鞲衅魉鶞y得的插入損耗變化值與OA濃度有良好的線性關系,其相關系數(shù)為0.9834,,其檢出限為10.91ng/mL檢測值為可通過插入損耗變化值來測得OA的濃度值。并且通過檢測其他毒素,驗證了該檢測方法具有良好的特異性和重復性。也說明該檢測方法在大田軟海綿酸的檢測應用中具備很好的應用前景。2.提出了高通量心肌細胞電位傳感器檢測石房蛤毒素的方法本文設計了基于心肌細胞電位傳感器系統(tǒng)檢測石房蛤毒素(STX)的方法。這種高通量心肌細胞電位傳感器可實現(xiàn)多個細胞樣本胞外場電位信號的同步檢測,能夠大大提高了檢測效率。研究了高通量芯片表面蛋白修飾法和優(yōu)化細胞密度法對心肌細胞和高通量芯片耦合的作用。所得研究結果表明,當心肌細胞按優(yōu)化密度12 × 104/cm2培養(yǎng)在用明膠修飾的高通量芯片上,可使心肌細胞和高通量芯片形成緊密的耦合。此時心肌細胞電位傳感器輸出的信號脈沖幅值最大,脈沖頻率最高,且電信號的重復性最好。將此心肌細胞電位傳感器用于石房蛤毒素的檢測,經過探索不同濃度毒素作用5min后心肌細胞電位傳感器胞外場電位信號的特征參數(shù)(脈沖幅值和脈沖頻率)的變化,得出該心肌電位傳感器的檢出限為1.00 ng/mL,檢測范圍均為3.75-480ng/mL。心肌細胞電位傳感器法具有簡潔快速、檢出限低等優(yōu)點,有望成為海洋生物毒素的檢測平臺。3.研究了手持式檢測儀現(xiàn)場快速檢測大田軟海綿酸和石房蛤毒素的方法研究了基于智能手機可用于現(xiàn)場快速檢測OA和STX的手持式檢測儀的方法。OA與STX可在競爭性免疫反應的試紙條上進行反應,待試紙條上顯色時使用手持式檢測儀進行數(shù)據(jù)采集并加以分析。研究結果表明,手持式檢測儀檢測OA的檢測濃度范圍為3-20ng/mL,檢出限為2.800ng/mL;檢測STX的檢測濃度范圍為10-100ng/mL,檢出限為9.808ng/mL。并且通過檢測其他不同種類的毒素,可證明該檢測方法具有良好的特異性。手持式檢測儀具有方便,快速,易操作等特點,有望在海洋生物毒素現(xiàn)場快速檢測中擁有更好的應用前景。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.3;R99

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1262177