基于广谱性抗体识别的有机磷农药残留快速检测方法研究

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有机磷农药(Organophosphorus pesticides,OPs)作为一种广谱且高效的杀虫剂而经常被用于保障农产品质量,但因其种类繁多、违规滥用,对食品安全、人体健康和环境保护等都造成了巨大的威胁,也导致对其残留的检测面临着严峻的挑战。大型仪器检测方法操作复杂、专业化要求较高,难以满足OPs的日常监测需求。而快速检测方法大多具有方便携带、操作简单等优势,利于推广应用。其中,免疫分析方法因其高效、稳定等特点已成为目前的主流快速检测方法之一。因此,本论文采用有机磷农药广谱性抗体(Abs)作为核心识别元件,对3种不同原理的快速检测方法进行了探究,可满足不同的OPs快速检测要求。主要研究内容如下:(1)为更好地满足实验室条件下的OPs快速初筛检测需求,运用响应面法对间接竞争酶联免疫吸附测定检测方法的工作条件进行了优化分析。首先,对有机磷农药通用结构抗原和Abs的最佳工作浓度组合进行了探究。然后,在单因素试验的基础上,进行了响应面优化设计试验。在修正后的最佳工作条件(离子浓度0.04 M、p H值7.89、甲醇浓度2.9%)下进行加标测试,表现出了稳定和重复性好的检测结果,灵敏度为1.28 ng/m L。该Abs对不同OPs的识别灵敏度差异较小,对硫磷、蝇毒磷、喹硫磷、甲基对硫磷的检测灵敏度分别为:0.72、3.39、4.62、4.88 ng/m L。可应用于实验室中大量样本的初步筛选检测需要。(2)为满足OPs的快速微量检测需要,以普鲁士蓝(Prussian-blue,PB)为导电基底制备了一种新型免疫电化学传感器。为加强抗体与PB的有效结合,将Abs与纳米金偶联,制备了金标探针。为简化传感器的制备流程,在金标探针与PB的混合溶液中,通过一步电沉积法在电极表面制备了电沉积复合膜。在最佳的实验条件下,OPs的浓度与相应的电化学响应值呈现出良好的线性关系(R2=0.9918),检测限为0.003 ng/m L。在实际样品的加标测试中,回收率为98.05%~102.05%。因此,当样品中目标物浓度较低时,可利用该传感器进行检测。(3)为降低OPs检测工作的专业化门槛,进一步提高检测效率,通过对羊抗鼠抗体(Sheep anti-mouse antibodies,Sa MIg G)进行荧光标记,制备了一种时间分辨荧光纸基传感器。将Abs通过Sa MIg G与氧化铕乳胶微球联接,形成了间接时间分辨荧光探针,这一策略能够有效地实现信号放大,并可节约靶标抗体用量。待检测结束后,借助365 nm波长的紫外光源,即可通过监测检测线处的荧光强度实现定性判断,筛出的阳性样本图像利用Image J软件分析后即可完成定量检测。对传感器的构建和工作条件进行了优化,其检测限可达到0.53 ng/m L。该传感器可以较稳定地应用于在蔬菜样品基质的加标测试。该传感器制备成本较低,方便携带,操作简单,可供非专业人员或大量样本快速检测使用。以上研究为OPs的检测提供了多样的检测方案,可基本满足不同人群、不同场景下的快速检测需求。
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