荧光法用于葡萄糖和农产品中赭曲霉毒素A的检测

作     者：谈荣 

作者单位：江苏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王承克

授予年度：2019年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 09[农学] 070302[理学-分析化学] 0903[农学-农业资源与环境] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：葡萄糖 赭曲霉毒素A 荧光法 磁分离 碳量子点 核酸适配体 

摘      要：食品营养与安全问题关系国计民生,灵敏快捷地检测与食品安全相关的各种物质对于人类的健康生活至关重要。然而,传统的基于大型仪器或抗体的检测方法存在操作繁琐、耗时长、成本高等问题。因此,开发出简便、快速、高效准确的检测方法对保障人们健康至关重要。本文基于近年来新型纳米材料和荧光传感技术的发展,构建了三种以碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)为荧光纳米探针的荧光检测法,用于葡萄糖和赭曲霉毒素A(OTA)的检测:(1)利用Mn O2纳米片和CQDs构建了一种新型的荧光和比色双模式检测法,实现对葡萄糖的定量检测。由于静电相互作用,CQDs吸附到Mn O2纳米片表面,发生能量转移,导致CQDs荧光猝灭;当葡萄糖被葡萄糖氧化酶(GOD)氧化时,会产生H2O2中间产物,棕色的Mn O2纳米片能够被H2O2还原并分解,产生无色的Mn2+离子,使溶液的吸光度降低;同时,CQDs游离到溶液中,使荧光信号恢复。该方法对葡萄糖的线性检测范围为:荧光法5000μM,比色法2000μM。检测限分别为2.11μM和2.18μM。该方法操作简便,灵敏度和选择性较好,利用两种信号输出手段,使检测手段多样性,提高了检测的准确性。该方法还成功用于人血清中葡萄糖的检测。(2)构建了一种基于双磁分离的荧光法,用于小麦和玉米中OTA的检测。制备了适配体功能化的磁性纳米材料(Fe3O4 NPs-Aptamer)和互补DNA功能化的氮杂石墨烯量子点(NGQDs-c DNA)。由于Aptamer和c DNA之间的杂交反应,NGQDs-c DNA能够与Fe3O4 NPs-Aptamer结合形成复合物,发生能量转移,导致NGQDs的荧光猝灭。当溶液中加入OTA后,由于OTA与Aptamer间特异性相互作用,导致核酸碱基链打开,NGQDs-c DNA被释放到溶液中,其荧光信号得到恢复。在本体系中,为了降低背景信号强度,提高检测的灵敏度,我们对复合体系进行双磁分离,分别去除未反应的NGQDs-c DNA和Fe3O4 NPs。该体系对OTA检测线性范围为10 n M000 n M,检测限为0.66 n M。该方法在实际样品检测中,具有较好的选择性和可行性。(3)采用适配体功能化的氮杂石墨烯量子点(NGQDs-Aptamer)为探针,磁性多孔碳(magnetic porous carbon,MPC)为分离载体,核酸外切酶I(Exo I)对信号进行循环放大,实现OTA的灵敏检测。由于Aptamer和MPC之间的p-p作用,NGQDs-Aptamer能够吸附到MPC上,产生能量转移,导致NGQDs荧光猝灭。当OTA存在时,由于OTA与Aptamer之间强的亲和作用,使NGQDs-Aptamer从MPC表面脱离,荧光信号恢复。由于Exo I可以分解NGQDs-Aptamer-OTA中的Aptamer,释放出OTA,使其循环参与反应,引发更多的NGQDs荧光恢复,因此进一步增强荧光信号强度。该方法对OTA的线性检测范围为10 n M000n M,检测限为2.28 n M,并成功用于检测小麦和玉米中OTA的含量。