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克百威残留检测免疫传感器制备方法研究

作 者: 朱盈
导 师: 孙霞
学 校: 山东理工大学
专 业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 克百威 免疫传感器 蛋白A 纳米材料
分类号: S481.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 22次
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内容摘要


克百威是一种高效广谱氨基甲酸酯类杀虫剂,广泛应用于防治农作物病虫害。但因使用不当、滥用和生物链富集放大等因素,造成克百威残留现象严重,严重影响人类健康和进出口贸易。因此克百威残留的检测已日益引起广大研究者的关注。免疫传感器因其检测快速、特异性强、灵敏度高、成本低等优点,有希望实现现场快速检测。本文研究了免疫传感器制备过程中的电极修饰材料及抗体固定方法,以电流为响应信号测定了实际样品中的克百威残留。具体研究工作如下:1.基于4’4-硫代联苯硫酚/电沉积纳米金层层自组装免疫传感器的研究。利用4’4-硫代联苯硫酚(DMDPSE)两端的巯基以及其刚性结构,巯基(-SH)一端通过金硫键连接裸金电极,巯基另一端通过金硫键连接电沉积纳米金(DpAu),并通过层层自组装的方法,构建了一种高度有序的金硫(Au-S)体系。DpAu为抗体在电极表面的固定提供了一个良好的生物界面。经过上述方法制备的免疫传感器,其线性范围为0.1ng/mL-1.0×106ng/mL,检测限为0.06ng/mL (S/N=3)。2.基于蛋白电沉积纳米金修饰的免疫传感器的研究。利用蛋白A可以和抗体的Fc端特异性结合来定向固定抗体,采用电沉积纳米金(DpAu)可较好的改善电极性能和吸附蛋白A,以更有效的完成目标成分克百威的检测。与传统的滴涂纳米金胶的方法相比,DpAu在电极表面具有更好的稳定性、均匀性,并且沉积过程简单、省时、可控。经上述方法制备的免疫传感器,检测时间较短,灵敏度高,选择性稳定性好,再生能力好,回收率符合要求。其线性范围为1-100ng/mL和100ng/mL-10000μg/mL,检测限为0.1924ng/mL (S/N=3)。3.基于抗体定向固定共轭物和石墨烯纳米复合物的免疫传感器的研究。采用谷胱甘肽作为空间手臂将抗克百威的单克隆抗体定向共价固定到纳米金胶表面,抗体的定向固定保持了抗体的生物活性以及自由的抗原结合位点来和农药有效的特异性结合,增强传感器的检测灵敏度。制备了一种新型纳米材料石墨烯-聚乙烯亚胺-纳米金(GS-PEI-Au)纳米复合材料,改善了石墨烯的水溶性、导电性以及稳定性。采用多壁碳纳米管(MWCNTs)和GS-PEI-Au两种复合纳米材料的协同作用共同修饰电极,显著的增强了电流响应。其线性范围为0.5ng/mL到500ng/mL,检测限为0.03ng/mL(S/N=3).4.对上述三种试验方案进行比较,筛选出最佳免疫传感器的制备方法。采用蛋白A定向固定法固定克百威抗体,采用多壁碳纳米管和石墨烯纳米复合材料(GS-PEI-Au)对电极敏感界面进行修饰,电流的响应和电极有效固定抗体面积均明显增加。该方法操作过程简单、快速,提高了免疫传感器的重复使用性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 农业中农药的使用现状及存在的问题  9
  1.2 克百威农药简介  9-11
  1.3 现有检测方法及存在的主要问题  11-12
    1.3.1 传统的农药检测方法  11
    1.3.2 免疫传感器法  11-12
  1.4 免疫传感器中抗体的固定化技术  12-17
    1.4.1 物理吸附法  13
    1.4.2 共价键合法  13-14
    1.4.3 包埋固定法  14-15
      1.4.3.1 溶胶凝胶法  14
      1.4.3.2 导电聚合物包埋法  14-15
    1.4.4 蛋白A定向固定法  15-16
    1.4.5 标记生物素-亲和素法  16
    1.4.6 层层自组装方法  16-17
    1.4.7 纳米材料法  17
  1.5 选题意义和主要研究内容  17-19
    1.5.1 选题意义  17
    1.5.2 研究内容  17-19
第二章 基于4'4-硫代联苯硫酚/电沉积纳米金层层自组装免疫传感器的研究  19-31
  2.1 试验内容  19-21
    2.1.1 主要仪器和试剂  19-20
    2.1.2 金电极的清洗  20
    2.1.3 免疫传感器的制备  20-21
    2.1.4 克百威免疫传感器的检测方法  21
  2.2 结果与讨论  21-30
    2.2.1 免疫传感器组装过程的阻抗表征  21-22
    2.2.2 免疫传感器自组装过程的电流表征  22-23
    2.2.3 DpAu/DMDPSE自组装层数的选择  23-25
    2.2.4 试验条件的优化  25-26
    2.2.5 免疫传感器的响应特性  26-27
    2.2.6 免疫传感器的重现性、稳定性、特异性和再生性  27-29
    2.2.7 实际样品检测  29-30
  2.3 试验结论  30-31
第三章 基于蛋白A/电沉积纳米金修饰的免疫传感器的研究  31-42
  3.1 试验内容  32-34
    3.1.1 主要仪器和试剂  32
    3.1.2 免疫传感器的制备  32-33
    3.1.3 免疫传感器的电化学测试  33-34
    3.1.4 免疫传感器的再生  34
  3.2 试验结果和讨论  34-41
    3.2.1 免疫传感器的电化学特性  34-35
    3.2.2 免疫传感器试验条件的优化  35-37
    3.2.3 免疫传感器对克百威的响应性能  37-38
    3.2.4 免疫传感器的特异性、重现性、稳定性和再生性  38-40
    3.2.5 免疫传感器对实际样品的检测  40-41
  3.3 试验结论  41-42
第四章 基于抗体-纳米金共轭物和石墨烯纳米复合材料的免疫传感器的研究  42-57
  4.1 试验部分  43-46
    4.1.1 主要仪器和试剂  43
    4.1.2 玻碳电极的处理  43-44
    4.1.3 多壁碳纳米复合材料的制备  44
    4.1.4 石墨烯纳米复合材料的制备  44
    4.1.5 AuNPs-Ab共轭物的制备  44-45
    4.1.6 免疫传感器的制备  45-46
    4.1.7 纳米材料及电极界面的表征  46
    4.1.8 免疫传感器的电化学测试  46
  4.2 结果和讨论  46-56
    4.2.1 纳米复合材料及电极界面的表征  46-48
    4.2.2 免疫传感器组装过程的电化学特性表征  48-50
    4.2.3 免疫传感器制备及检测过程参数的优化  50-52
    4.2.4 免疫传感器标准曲线的建立  52-53
    4.2.5 免疫传感器的特异性、再生性及稳定性  53-54
    4.2.6 免疫传感器的初步应用  54-55
    4.2.7 三种方案对比  55-56
  4.3 试验结论  56-57
第五章 结论与建议  57-59
  5.1 结论  57
  5.2 不足及建议  57-59
参考文献  59-67
攻读硕士学位期间成果  67-69
致谢  69

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 农药防治(化学防治) > 植物化学保护理论 > 农药残毒
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