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食品安全一直是全人类社会重点关注的领域之一,而具有肝毒性、致突变性的黄曲霉毒素B1(AFB1)严重威胁到食品安全和经济发展。开发出具有高效的AFB1检测方法对提高食品安全具有重要意义。目前多数AFB1检测方法都有其局限性,如准确度低、操作复杂、成本高等。为了研发出操作简单、灵敏度高、稳定可靠的AFB1检测方法,本文使用多种碳材料——石墨烯(GN)、碳纳米管(CNT)和碳纤维(CF),按照不同原理制备出两种AFB1电化学生物传感器。利用多种材料表征手段包括扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X-光电子能谱揭示电化学生物传感器结构;通过电化学阻抗法、循环伏安法、示差脉冲伏安法和恒电位计时电流法测试评价传感器性能。本文设计的两种电化学生物传感器具有低检出限(LOD)、高稳定性、强特异性和抗干扰性等优势,同时两者的检测范围广、重复性好,在实际样品的检测中具备可行性。论文主要内容包括:(1)基于层层(LbL)自组装技术制备的电化学生物传感器。利用LbL自组装技术将表面修饰的GN和羧基化聚苯乙烯纳米球(PS-COOH)交替沉积在玻碳电极上。PS-COOH与GN形成的夹心结构,具有协同增效作用,所制备的电极结合了GN的高比表面积和PS-COOH良好的生物相容性等优势,具有优异的电化学性能。活化后的羧基与适配体(Apt)进行偶联,用乙醇胺钝化游离的琥珀酰亚胺基团,利用牛血清白蛋白(BSA)钝化非特异性活性位点后,传感器与AFB1孵育一段时间,即可在K3[Fe(CN)6]中检测到电化学特征信号。对主要实验参数包括PDDA浓度、静电吸附时间、自组装层数、孵育时间等参数进行了系统优化。优化后的传感器性能测试结果:AFB1检测浓度范围为0.001~0.10 ng mL-1;LOD为0.002 ng mL-1;4℃密封储存30天后,回收率下降不超过10%;在食用油和酱油中的加标回收率为94.5~103.3%,且传感器不受赭曲霉毒素(OTA)和其他干扰物质的影响。(2)辣根过氧化物酶(HRP)作为信号放大探针结合自支撑电极(SSE)的电化学生物传感器。以SSE作为传感器的基底材料,其具备稳定的多孔隙空间三维结构和丰富的碳纳米管活性位点不仅降低了传感器的LOD,而且还提高了其稳定性;同时利用PS-COOH作为载体固定信号放大探针HRP,可以放大电化学信号,从而提高传感器的灵敏度。以草酸镍铜为催化剂前驱体、甲烷为碳源,生成了碳纳米管/碳纤维SSE,通过Au置换SSE上的NiCu颗粒,提高电化学性能。随后将Apt与Au结合,经过BSA钝化后,电极上的Apt能够与AFB1进行特异性结合。而多余的Apt下一步继续与PS-COOH结合,PS-COOH上游离的羧基通过酰胺键与HRP结合,从而将HRP固定在电极上。通过HRP催化电解液中H2O2的氧化还原反应,显著放大了传感器的电化学信号。对上述制备过程中主要实验参数包括Apt浓度、PS-COOH浓度、HRP浓度、以及H2O2浓度进行了系统优化。优化后的传感器性能测试结果为:AFB1检测浓度范围为0.1~10 pg mL-1和1~10ng mL-1,LOD分别为0.016 pg mL-1和0.3 ng mL-1;4℃密封储存四周后,回收率下降10.4%;不受OTA和其他干扰物质的影响;在葡萄酒和酱油中的加标回收率为87.53~106.71%。