纸基分析装置异侧激发检测荧光增白剂及迁移行为的研究

作     者：刘佳娟 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴志勇

授予年度：2020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] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主      题：纸基分析装置 电动堆积 荧光增白剂 迁移行为 异侧激发 

摘      要：纸基分析装置(Paper-based analytical devices,PAD)简称纸芯片、纸通道,具有价格低廉、简单便携、易于加工、环境友好、试剂消耗量小、选择性好、适合现场实时检测等优点。被广泛应用于环境有害物检测、早期诊断病症、监测病情进展、预后疾病治疗、食品质量控制等诸多领域。然而,灵敏度较低是限制扩宽PAD应用的障碍之一。因而,引入电动堆积(ES)到纸通道中可提高PAD对低丰度目标分析物的检测灵敏度是非常重要的。第一章主要对纸基微流体通道进行了简单的描述,并对纸芯片的制作方式、浓集手段及检测方法进行详细描述。且着重论述了纸基比色法、荧光比色法的研究现状。第二章对PAD ES的定量性能进行考察,提出了一种简单快速、现场实时测定FWA 85(VBL)的方法。首先,将LED诱导荧光检测的激发光路结构由同侧反射改变为异侧照射,使得装置结构更紧凑、操作方便、且保护观测者的眼睛。然后,在场放大堆积(FAS)的作用下,目标分子VBL堆积成带,由紫外发光二极管(UVLED)激发使其可视化。经由智能手机捕获荧光图像,并用Image J处理图像,建立荧光强度随浓度变化的曲线图,无需借助仪器即可实现快速定量分析增白剂。优化检测光窗面积、背景电解质浓度、LED功率。在最优条件下,探讨所建立方法的定量性能及富集效果,其中VBL的检出能力为10.0 ng/mL,信号强度提高了 51倍。通过将该方法应用于食品包装纸及面膜精华液中的增白剂总量测定并以加标回收验证,表明其具有简便快速检定的应用潜质。相较于常见的仪器分析法,如倒置荧光显微镜等,本方法具备纸芯片分析的优点。此外,PAD灵敏度得到了一定程度的增强,可为监测低丰度生物标记物奠定基础。第三章展示了一种简便高效、无需样品前处理初步研究荧光增白剂迁移行为的方法。以含目标组分(VBL)规格为5 mm×3 mm的小纸片模拟阳性分析物,将其加载到纸芯片(35 mm×4 mm)上,使得VBL从阳性样品中迁出并堆积的快速荧光比色检定。对影响迁移的条件如时间、固定体积、吸附材质、电压、背景电解质及电渗流的浓度、阴极溶液pH等条件进行探讨,在优化条件下VBL的检出限为2.3 ng。由此基础上测定餐巾纸中荧光增白剂的迁出量。本方法直接上样分析,可对食品包装材料的有害物实时监测、规范用量。