论文部分内容阅读
冈田酸（OA）是腹泻性贝毒素的主要成分,毒性强、分布广且无特效药,长期积累在人体中可致畸或致癌,已成为影响贝类养殖业和食品卫生的一个严重问题。因此,建立合适的检测方法,快速、准确评价贝类中的OA水平,具有重要的研究意义。电致化学发光（electrochemiluminescence,ECL）是一种电化学和化学发光相结合的分析技术,具有操作简便、灵敏度高等优点,在食品安全领域具有广阔的应用前景。发光试剂对ECL传感器的性能影响很大。石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）是一种横向尺寸小于100nm且厚度小于10个原子层的碳基材料,具有良好的量子约束和边缘效应。本论文发掘了P,S-GQDs和N,S-GQDs的制备新方法,并分别利用P,S-GQDs/K2S2O8、联吡啶钌硅球（RuSiNPs）/N,S-GQDs、RuSiNPs/铜纳米簇（CuNCs）,开发了新的ECL发光体系;利用纳米复合材料与OA抗体偶联形成ECL免疫探针,结合纳米材料的多级放大效应和良好的生物相容性,提升检测体系的ECL响应,提高检测过程的稳定性,成功实现对贝类中OA的方便、快速、准确、灵敏检测。本论文内容主要分为以下几个部分:一、P,S-GQDs的电化学合成及其作为免疫信标物构建OA的ECL传感器采用电化学方法,在含植酸钠、硫化钠的碱性溶液中,通过一步法电解高纯度石墨碳棒,得到新型的P,S-GQDs。由于P,S的高效掺杂,P,S-GQDs相比单纯GQDs和单掺杂GQDs（P-GQDs和S-GQDs）,表现出更好的ECL发光性能。基于此,我们利用P,S-GQDs作为ECL信标物,同OA的单克隆抗体（Anti-OA-MAb）共价偶联,得到ECL免疫探针。此外,利用羧基化多壁碳纳米管-聚二烯丙基二甲基氯化铵-金纳米簇（CMCNT-PDDA-AuNCs）复合物的多级放大效应,有效促进电子转移并增大电极的比表面积,为OA的固定提供良好的平台。基于固定的OA和游离的OA与ECL免疫探针的竞争吸附,我们建立了检测游离OA的间接竞争ECL免疫传感方法。在最优条件下,该方法对OA的半抑制浓度(IC50)为0.25 ng mL-1,线性范围为0.01-20 ng mL-1,检测限为0.005ng mL-1。最后,将所建立的ECL免疫传感法应用于褶牡蛎中OA的加标回收,回收率与商品化酶联免疫吸附（ELISA）试剂盒的结果接近,说明本方法基质效应较小,有望应用于实际样品中OA的检测。二、基于N,S-GQDs与联吡啶钌硅球（RuSiNPs）协同ECL作用建立OA的免疫检测方法以3-（N-吗啡啉）丙磺酸（MOPS）为前驱体,采用电化学法制备了一种新型N,S-GQDs。同现有的多掺杂GQDs制备方法相比,本方法仅以MOPS一种物质同时作为N源和S源,原料更为简单,制备更为高效、绿色、环保。所得到的N,S-GQDs对Ru（bpy）32+阳极氧化展现出高效的催化增敏性能,可作为Ru（bpy）32+阳极氧化的共反应剂。实验将N,S-GQDs与Ru（bpy）32+掺杂的二氧化硅纳米粒子（RuSiNPs）制成具有核壳结构的自增强纳米复合物（RuSiNPs@N,S-GQDs）。由于共反应剂N,S-GQDs与发光物RuSiNPs共存于同一纳米复合物上,不仅有效缩短了电子传递距离,减少了能量损失,同时较大的比表面积也为抗体Anti-OA-MAb的偶联提供了更多结合位点,实现对ECL阳极信号的多重放大,使得ECL免疫探针对OA的检测表现出较高的灵敏度。在优化的条件下,所构建的OA免疫传感器对OA的响应在0.003-40 ng mL-1范围内表现出良好的线性关系,IC50为0.14 ng mL-1,检测限为0.001 ng mL-1;最后,将所设计的ECL免疫传感器成功应用于质控标准品中OA的检测和长竹蛏中OA的加标回收检测。三、基于CuNCs对RuSiNPs双极ECL促进作用构建新型双信号ECL免疫传感器检测OA基于共反应剂CuNCs对RuSiNPs阴极和阳极ECL的双促进作用,我们构建了新型的双信号ECL免疫传感器,应用于扇贝中OA的检测。实验发现,CuNCs可同时促进RuSiNPs氧化还原反应,使得RuSiNPs在-0.95 V和+1.15 V处的ECL信号显著提升。此外,当共反应剂CuNCs和发光物RuSiNPs浓度比一定时,CuNCs对RuSiNPs阳极和阴极ECL信号的比值是个定值。基于此,我们利用RuSiNPs@CuNCs作为免疫标记物,通过与Anti-OA-MAb有效偶联,形成具有优良ECL性能的探针。所建立的双信号ECL免疫传感方法对OA响应的线性范围为0.05-70 ng mL-1,IC50为1.972 ng mL-1,检出限为0.039 ng mL-1。同时,利用阳极和阴极ECL信号的比值,实现对检测信号的自我校准,提高实验结果的可信度。最后,利用所建立的ECL免疫传感器,实现对扇贝样品中OA的检测。