论文部分内容阅读
四环素作为目前可用的低廉广谱抗生素种类之一,在人类疾病治疗、畜牧生产和水产养殖中广泛用于细菌、原虫和真菌感染的治疗,具有重要的使用价值。由于四环素预防治疗疾病的效果明显,在使用过程中常出现滥用情况,导致动物源食品中存在一定的四环素残留,而人类长期接触低水平的抗生素可能会引起过敏性反应、对肝脏和肠胃造成伤害,甚至导致潜在耐药菌的产生。因此,开发具有高选择性、高灵敏度的四环素检测方法已成为四环素残留检测领域的研究热点。相比于传统方法的高成本、操作复杂、仪器昂贵等弊端,将纳米模拟酶信号放大技术、核酸适配体特异性识别作用与比色可视化传感技术相结合的生物传感器不仅具有较高的灵敏度、较强的特异性,而且操作简单、耗时短、样品消耗小、分析成本低,因而受到了广泛的研究和应用。因此,本文利用溶剂热法合成了四氧化三铁纳米模拟酶,利用氧化还原法在四氧化三铁表面包裹铜合成核壳型纳米材料Fe3O4@Cu,并将Fe3O4@Cu纳米模拟酶与核酸适配体相结合,开发了两种选择性好、灵敏度高、低成本、简单快速的比色传感器,用于四环素残留的检测。(1)纳米模拟酶的制备及表征采用溶剂热法合成四氧化三铁纳米材料,进一步利用氧化还原法在四氧化三铁纳米材料表面包裹一层金属铜合成核壳型Fe3O4@Cu纳米材料。采用紫外可见分光光度计、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和纳米粒度仪对Fe3O4、Fe3O4@Cu进行了表征。通过动力学实验表明,Fe3O4、Fe3O4@Cu对底物H2O2与TMB的Km值均低于天然的辣根过氧化物酶,表明本文合成的纳米酶对底物H2O2与TMB表现出较高的亲和性。稳定性实验表明,Fe3O4@Cu的催化活性具有较高的稳定性,在室温保存三个月仍能保持原有活性的60%。(2)基于纳米酶与适配体“turn off”型比色传感器检测牛奶中的四环素采用核酸适配体为识别元件,利用Fe3O4@Cu对不同长度单链DNA吸附能力差异开发了一种基于纳米模拟酶与核酸适配体的“turn off”型比色传感器用于牛奶中四环素的检测。为了提升传感器的检测灵敏度,本文对传感器中的封闭剂浓度、cDNA-1浓度、APT浓度等重要影响因素进行了优化。实验结果显示,该传感器实现了四环素的高灵敏和特异性检测,线性检测范围为10-2μg/L-103μg/L,最低检测限为0.01μg/L,在牛奶样品中加标回收率在71.79%-111.54%。(3)基于适配体与纳米酶“turn on”型比色传感器检测四环素采用核酸适配体为识别元件,利用Fe3O4@Cu对单链DNA、双链DNA的吸附能力差异开发了一款“turn on”型比色传感器用于四环素的检测。本文对cDNA-1用量进行了优化,并通过琼脂糖凝胶电泳对cDNA-1与APT的杂交进行验证。实验结果显示,该传感器实现了对四环素的检测,线性检测范围为10 mg/L-80 mg/L,最低检测限为0.688mg/L。