基于光子晶體編碼微球的農(nóng)藥多殘留檢測(cè)技術(shù)構(gòu)建與應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:基于光子晶體編碼微球的農(nóng)藥多殘留檢測(cè)技術(shù)構(gòu)建與應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:研究背景和目的:我國(guó)是農(nóng)藥生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó),隨著農(nóng)藥的大量和不合理地使用,農(nóng)藥殘留對(duì)人類(lèi)健康、生態(tài)環(huán)境以及對(duì)外貿(mào)易造成的負(fù)面影響漸漸顯露出來(lái),農(nóng)藥殘留通過(guò)各種可能的途徑危及食品安全、人畜安全以及生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題備受關(guān)注。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的農(nóng)藥通過(guò)沉降、地表徑流等途徑進(jìn)入環(huán)境,引起水資源污染、水生態(tài)系統(tǒng)破壞、食品安全等一系列問(wèn)題。因此,為了保護(hù)人們的健康以及控制農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染,發(fā)展靈敏、快速以及成本低的農(nóng)藥定量檢測(cè)技術(shù)是非常必要的。經(jīng)典的農(nóng)藥殘留儀器檢測(cè)方法包括HPLC、GC-MS、LC-MS等,雖然這些方法靈敏、可靠,但是存在儀器昂貴、需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員操作、樣品前處理復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn),而且檢測(cè)過(guò)程中大量有機(jī)溶劑的使用可能引起環(huán)境污染,因此其應(yīng)用受到了一定的限制?焖贆z測(cè)技術(shù)是監(jiān)控農(nóng)藥殘留的有效手段,基于免疫分析的農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、快速、靈敏度高、特異性強(qiáng)、檢測(cè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)的研究熱點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)。但是,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的研究主要集中于針對(duì)單一農(nóng)藥建立特異性的免疫分析方法,而實(shí)際樣品中普遍同時(shí)存在多種農(nóng)藥,建立同時(shí)檢測(cè)多種農(nóng)藥的檢測(cè)方法是擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。與單一分析物檢測(cè)方法相比,以編碼微球作為載體的液相芯片技術(shù)具有高通量、檢測(cè)時(shí)間短、樣品用量少、檢測(cè)效率高、成本低以及可以進(jìn)行多種分析物的同時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。因此,本研究將液相芯片技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域,以膠體光子晶體微球和光子晶體水凝膠復(fù)合微球作為編碼微載體,以有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥作為分析對(duì)象,建立了基于膠體光子晶體微球同時(shí)檢測(cè)殺螟硫磷和甲基毒死蜱的液相芯片技術(shù)和基于光子晶體水凝膠復(fù)合微球同時(shí)檢測(cè)五種有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥(殺螟硫磷、甲基毒死蜱、倍硫磷、甲萘威和速滅威)的液相芯片技術(shù),為相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。研究?jī)?nèi)容和結(jié)果:(1)膠體光子晶體微球的制備利用協(xié)流式玻璃微流控平臺(tái),使用不同粒徑的二氧化硅納米粒子制備具有不同反射光譜的膠體光子晶體微球,為后續(xù)的農(nóng)藥多殘留液相芯片檢測(cè)技術(shù)提供編碼載體。(2)基于膠體光子晶體微球同時(shí)檢測(cè)殺螟硫磷和甲基毒死蜱的液相芯片技術(shù)通過(guò)將農(nóng)藥單克隆抗體偶聯(lián)于膠體光子晶體微球表面作為檢測(cè)探針,加入待檢的游離農(nóng)藥和異硫氰酸熒光素標(biāo)記的農(nóng)藥抗原,采用直接競(jìng)爭(zhēng)法,在液相反應(yīng)體系中游離的農(nóng)藥和異硫氰酸熒光素標(biāo)記的農(nóng)藥抗原共同競(jìng)爭(zhēng)微球上各自特異性的農(nóng)藥單克隆抗體,待測(cè)農(nóng)藥含量越少,結(jié)合到微球表面抗體上的農(nóng)藥抗原越多,檢測(cè)時(shí)的熒光強(qiáng)度越高;反之,待測(cè)農(nóng)藥含量越多,結(jié)合到微球表面抗體上的農(nóng)藥抗原越少,檢測(cè)時(shí)的熒光強(qiáng)度越低。根據(jù)熒光強(qiáng)度與待檢農(nóng)藥的濃度呈一定的相關(guān)性,因此可定量檢測(cè)農(nóng)藥。經(jīng)過(guò)條件優(yōu)化后,繪制了同時(shí)檢測(cè)甲基毒死蜱和殺螟硫磷的標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性檢測(cè)范圍分別為0.40~735.37 ng/mL和0.25-1024ng/mL,最低檢測(cè)限分別為0.25 ng/mL和0.40 ng/mL。以毒死蜱、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、三唑磷、殺撲磷、溴硫磷、三氯吡啶酚、倍硫磷、對(duì)氧磷、氯硫磷進(jìn)行交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn),交叉反應(yīng)率均小于5%,該方法對(duì)各種干擾物無(wú)明顯交叉反應(yīng),特異性良好。添加殺螟硫磷和甲基毒死蜱于空白的葡萄、萵筍以及白菜樣品中,平均添加回收率范圍分別為81.6%-92.2%和82.4%~97.3%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法對(duì)殺螟硫磷和甲基毒死蜱的檢測(cè)具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、重現(xiàn)性好、線性范圍寬和檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn),可以為農(nóng)藥殘留高通量分析提供了一種快速有效的實(shí)用分析方法。(3)基于光子晶體水凝膠復(fù)合微球同時(shí)檢測(cè)五種有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的液相芯片技術(shù)以膠體光子晶體微球?yàn)榛A(chǔ),制備了五種不同反射光譜的光子晶體水凝膠復(fù)合微球作為液相芯片的編碼微載體。以五種應(yīng)用廣泛的有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥作為目標(biāo)分析物,將抗原-抗體免疫反應(yīng)與生物素-親和素放大體系相結(jié)合應(yīng)用于農(nóng)藥殘留的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)五種農(nóng)藥殘留同時(shí)檢測(cè)的目標(biāo);陂g接競(jìng)爭(zhēng)免疫反應(yīng)來(lái)構(gòu)建農(nóng)藥多殘留檢測(cè)方法,偶聯(lián)在微球上的農(nóng)藥抗原與目標(biāo)農(nóng)藥競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合農(nóng)藥單克隆抗體,由于目標(biāo)農(nóng)藥可以抑制大分子農(nóng)藥抗原與相應(yīng)農(nóng)藥抗體的結(jié)合,當(dāng)樣品中農(nóng)藥濃度增加時(shí),由于抗原抗體的特異性識(shí)別反應(yīng),溶液中的抗原抗體免疫復(fù)合物增加,而結(jié)合到微球表面的抗體減少,形成的免疫復(fù)合物相應(yīng)減少,因此檢測(cè)時(shí),熒光強(qiáng)度降低。根據(jù)熒光強(qiáng)度與待檢農(nóng)藥的量成一定的相關(guān)性,可以定量檢測(cè)農(nóng)藥。通過(guò)一系列的優(yōu)化和篩選實(shí)驗(yàn)條件(抗原、抗體加入量、反應(yīng)時(shí)間等),進(jìn)一步的提高了液相芯片檢測(cè)技術(shù)的靈敏度以及穩(wěn)定性。該方法檢測(cè)殺螟硫磷、甲基毒死蜱、倍硫磷、甲萘威和速滅威的最低檢測(cè)限分別為0.02ng/mL、0.012 ng/mL、0.04 ng/mL、0.05 ng/mL和0.10ng/mL,線性檢測(cè)范圍分別為0.02~1562.5 ng/mL、0.012~937.5 ng/mL0.04-1250 ng/mL0.05~819.2 ng/mL以及0.10~218.7 ng/mL,檢測(cè)五種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)曲線的決定系數(shù)(R2)均大于0.99,標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合良好。選擇毒死蜱、三唑磷、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷、殺撲磷、溴硫磷、滅多威、蟲(chóng)螨威、殘殺威、仲丁威以及異丙威進(jìn)行交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn),不同農(nóng)藥的交叉反應(yīng)率均很低(5%),該檢測(cè)方法對(duì)農(nóng)藥干擾物無(wú)明顯交叉反應(yīng),特異性良好。本方法在蘋(píng)果、萵筍、白菜、黃瓜以及西紅柿中的添加回收率范圍分別為88.9-106.2%、82.6-106.3%、85.4-105.5%、88.7-104.3%和85.6~103.5%,在環(huán)境水樣中的添加回收率范圍為83.3%~102.2%,LC-MS/MS方法在蘋(píng)果、萵筍、白菜、黃瓜以及西紅柿中添加回收率分別為85.9%~104.3%、88.4%~105.6%、86.7%-103.6%,84.6%~102.7和85.3%-105.6%,在環(huán)境水樣中的添加回收率范圍為85.6%-95.3%,這兩種方法的添加回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。通過(guò)方法比對(duì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步確定了液相芯片檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性,與傳統(tǒng)的LC-MS/MS方法相比,基于光子晶體水凝膠微球的液相芯片檢測(cè)方法簡(jiǎn)便、快速、結(jié)果穩(wěn)定可靠,能夠滿足農(nóng)產(chǎn)品以及環(huán)境水樣中痕量農(nóng)藥的檢測(cè)要求,可以作為一種簡(jiǎn)便、快捷、高通量的檢測(cè)方法用于農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境水樣中有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留的定量檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】:光子晶體 水凝膠 液相芯片 有機(jī)磷農(nóng)藥 氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:S481.8
【目錄】:
- 中文摘要6-10
- 英文摘要10-16
- 縮略詞中英文對(duì)照16-19
- 前言19-25
- 第一章 膠體光子晶體微球的制備25-34
- 1.1. 材料與方法25-29
- 1.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器25-26
- 1.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑26-27
- 1.1.3 協(xié)流式微流控平臺(tái)的搭建27-28
- 1.1.4 膠體光子晶體微球的制備28-29
- 1.2 結(jié)果29-31
- 1.2.1 膠體光子晶體微球的組裝29-31
- 1.2.2 膠體光子晶體微球的光學(xué)特性31
- 1.3 討論31-33
- 1.4 小結(jié)33-34
- 第二章 基于膠體光子晶體微球的農(nóng)藥多殘留檢測(cè)技術(shù)34-50
- 2.1 材料與方法35-38
- 2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器35
- 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑35-36
- 2.1.3 方法36-38
- 2.1.3.1 農(nóng)藥抗體在膠體光子晶體微球表面的固定36-37
- 2.1.3.2 檢測(cè)條件的優(yōu)化37
- 2.1.3.3 構(gòu)建同時(shí)檢測(cè)農(nóng)藥甲基毒死蜱和殺螟硫磷的標(biāo)準(zhǔn)曲線37-38
- 2.1.3.4 方法學(xué)評(píng)價(jià)38
- 2.2 結(jié)果38-44
- 2.2.1 反應(yīng)體系的優(yōu)化38-40
- 2.2.2 同時(shí)檢測(cè)農(nóng)藥甲基毒死蜱和殺螟硫磷標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制40-42
- 2.2.3 方法學(xué)評(píng)價(jià)42-44
- 2.3 討論44-49
- 2.4 小結(jié)49-50
- 第三章 基于光子晶體水凝膠復(fù)合微球的農(nóng)藥多殘留檢測(cè)技術(shù)50-79
- 3.1 材料與方法51-57
- 3.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器51
- 3.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑51-52
- 3.1.3 方法52-57
- 3.1.3.1 光子晶體水凝膠復(fù)合微球的制備52
- 3.1.3.2 農(nóng)藥抗原在微球表面的固定52-53
- 3.1.3.3 反應(yīng)體系的優(yōu)化53-54
- 3.1.3.4 構(gòu)建同時(shí)檢測(cè)五種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線54-55
- 3.1.3.5 方法學(xué)評(píng)價(jià)55
- 3.1.3.6 環(huán)境水樣的采集及樣品前處理55
- 3.1.3.7 農(nóng)藥多殘留檢測(cè)試劑盒的初步設(shè)計(jì)55-57
- 3.2 結(jié)果57-73
- 3.2.1 水凝膠組分的優(yōu)化57-59
- 3.2.2 檢測(cè)條件的優(yōu)化59-64
- 3.2.3 同時(shí)檢測(cè)五種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制64-66
- 3.2.4 方法學(xué)評(píng)價(jià)66-71
- 3.2.5 環(huán)境水樣的檢測(cè)分析71-73
- 3.3 討論73-78
- 3.4 小結(jié)78-79
- 總結(jié)79-80
- 展望80-81
- 參考文獻(xiàn)81-93
- 綜述93-123
- 參考文獻(xiàn)110-123
- 作者簡(jiǎn)介123-125
- 致謝125-126
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9 王建華;食品中農(nóng)藥殘留和常見(jiàn)重點(diǎn)有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用[D];中國(guó)海洋大學(xué);2007年
10 桂文君;農(nóng)藥殘留ELISA速測(cè)試劑盒產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2007年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 馮偉;生態(tài)紡織品中61種農(nóng)藥殘留的檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2015年
2 張群峰;茶葉中擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥殘留的簡(jiǎn)易化學(xué)檢測(cè)方法研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年
3 杜習(xí)光;農(nóng)藥殘留光電快速檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];西南大學(xué);2010年
4 蔡偉宏;氣相色譜檢測(cè)器并聯(lián)法快速檢測(cè)蔬菜中的多農(nóng)藥殘留[D];福建農(nóng)林大學(xué);2010年
5 蔡珂;包頭市蔬菜作物農(nóng)藥殘留的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2011年
6 劉暢;血清膽堿酯酶的分離純化及其在農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)中的應(yīng)用[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年
7 楊柳;洗脫處理對(duì)冬棗農(nóng)藥殘留脫除效果及其對(duì)果實(shí)品質(zhì)和生理的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2006年
8 姜超;農(nóng)藥殘留的熒光光譜檢測(cè)技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2006年
9 蔣慧;土壤中農(nóng)藥殘留的分析方法及應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2004年
10 毛雪飛;加工過(guò)程對(duì)橙汁和橙皮渣中農(nóng)藥殘留含量的影響研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2008年
本文關(guān)鍵詞:基于光子晶體編碼微球的農(nóng)藥多殘留檢測(cè)技術(shù)構(gòu)建與應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):261920
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