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基于生物大分子修饰电极的电化学生物传感-葡萄糖氧化酶直接电化学检测葡萄糖和黄曲霉毒素快速检测
作 者: 孙玉雪
导 师: 叶永康
学 校: 合肥工业大学
专 业: 食品科学
关键词: 大孔二氧化硅有序泡沫 葡萄糖氧化酶 直接电化学 黄曲霉毒素B1 黄曲霉毒素B1单克隆抗体 ss-DNA 传感器
分类号: TP212
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 39次
引 用: 0次
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内容摘要
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电化学生物传感技术，因其价格低廉、灵敏度高以及易于自动化、微型化的优点，被认为是一种有着广阔发展前景的分析测试方法。本论文以葡萄糖和黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1, AFB1）为研究对象，用玻碳电极（Glassy CarbonElectrode, GCE）、金电极作为基础电极，利用生物电化学传感技术，分别制备了葡萄糖的酶传感器、黄曲霉毒素B1的免疫传感器及DNA损伤传感器。本论文的主要工作包括：1.固定在大孔有序SiO2泡沫修饰GCE上葡萄糖氧化酶的直接电化学以修饰GCE为基础，确定了用葡萄糖氧化酶@大孔SiO2修饰方法作为实现葡萄糖氧化酶直接电化学的修饰方法。论文通过一系列的实验选择确定修饰电极的最适条件，最后确定该修饰电极的最适PBS缓冲溶液的pH值为7.0，最适葡萄糖氧化酶修饰浓度为550U mL-1，最适的大孔SiO2的修适量为7μg。用电流-时间曲线（i-t曲线）得到了葡萄糖的标准曲线，其线性方程为i（μA）=3.205C+1.067，相关性系数R为0.999，线性检测范围为501850μmol L-1，表观米氏常数为2.073mmol L-1。2．AFB1单克隆抗体修饰金电极制备AFB1免疫传感器制备了快速检测黄曲霉毒素B1的黄曲霉毒素B1抗体@纳米金修饰金电极电化学传感器单元。实验选用交流阻抗图谱（EIS）、循环伏安法（CV）和示差脉冲伏安法（DPV）研究黄曲霉毒素B1在修饰电极上的电化学响应，确定了该传感器测定黄曲霉毒素B1的最优实验条件（黄曲霉毒素B1单克隆抗体的最适修饰条件为4℃、8h，PBS缓冲溶液的最适pH值为7.4），建立了测定黄曲霉毒素B1的电化学方法，其线性方程为：i（μA）=0.02166C+18.8682，线性相关系数R=0.9997；线性检测范围为1.427150ng mL-1，对不同猪饲料样品检测的加标回收率在94.44101.36%。3．DNA自组装损伤传感器检测黄曲霉毒素以ss-DNA修饰金电极为基础，以亚甲基蓝为指示剂，制备黄曲霉毒素B1的DNA传感器。其中巯基ss-DNA的自组装时间为12h，电化学指示剂亚甲基蓝的最适浓度为3.0×10-5mol L-1，修饰好的电极在AFB1中的最适浸泡时间为500s，Tris-HCL缓冲溶液的最适pH值为8.0。通过示差脉冲脉冲伏安法（DPV）测定其标准曲线为i（μA）=-0.00059C+0.3299，线性相关系数R=0.9942，最低检出限为9.7ng mL-1。
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全文目录
摘要 5-7
ABSTRACT 7-12
插图清单 12-14
表格清单 14-15
第一章 绪论 15-26
1.1 葡萄糖生物酶传感器的研究意义及研究进展 15-19
1.1.1 葡萄糖生物酶传感器的研究意义 15-17
1.1.2 葡萄糖生物酶传感器的研究进展 17-18
1.1.3 大孔 SiO_2纳米材料的研究进展 18-19
1.2 黄曲霉毒素 B_1传感器的研究意义及研究进展 19-22
1.2.1 黄曲霉毒素 B_1传感器的研究意义 19-21
1.2.2 黄曲霉毒素 B_1电化学免疫传感器的研究进展 21
1.2.3 黄曲霉毒素 B_1DNA 传感器的研究进展 21-22
1.3 实验思路及技术路线 22-26
1.3.1 固定在大孔有序 SiO_2泡沫修饰 GCE 上葡萄糖氧化酶的直接电化学的实验思路及技术路线 22-23
1.3.2 aAFB_1修饰金电极制备 AFB_1免疫传感器的实验思路及技术路线 23-24
1.3.3 DNA 自组装损伤传感器检测黄曲霉毒素的实验思路及技术路线 24-26
第二章 固定在大孔有序 SIO_2泡沫修饰 GCE 上葡萄糖氧化酶的直接电化学 26-41
2.1 材料与方法 26-29
2.1.1 试剂 26
2.1.2 仪器 26
2.1.3 溶液的配置 26-27
2.1.4 PDDA/GOX-MOSF/GC 电极的制备 27-28
2.1.5 实验方法 28-29
2.2 大孔二氧化硅（MOSF）的物理表征 29-30
2.3 PDDA/GOX-MOSF/GCE 电极的电化学行为 30-33
2.3.1 酶电极修饰过程的电化学表征 30-32
2.3.2 不同扫描速率对修饰酶电极的影响 32-33
2.4 检测体系的选择 33-35
2.5 检测体系的条件优化 35-37
2.5.1 GOx 修适量对葡萄糖测定的影响 35-36
2.5.2 MOSF 的修饰量对葡萄糖测定的影响 36
2.5.3 PBS 缓冲溶液 pH 值对葡萄糖测定的影响 36-37
2.6 葡萄糖线性关系的考察 37-39
2.6.1 电流-时间（i-t）法测定葡萄糖的标准曲线 37-38
2.6.2 PDDA/GOx-MOSF/GCE 动力学参数的测定 38-39
2.7 干扰实验 39-40
2.8 电极的稳定性和重现性实验 40-41
第三章 AFB_1单克隆抗体修饰金电极制备 AFB_1免疫传感器 41-51
3.1 材料与方法 41-44
3.1.1 试剂 41
3.1.2 仪器 41
3.1.3 溶液的配置 41-42
3.1.4 BSA/aAFB_1-C-AuNP/MBA/Au 电极的制备 42-44
3.1.5 实验方法 44
3.2 aAFB_1修饰金电极的电化学行为 44-46
3.2.1 金电极修饰过程的 EIS 表征 44-45
3.2.2 aAFB_1修饰金电极对黄曲霉毒素的响应 45-46
3.3 AFB_1测定条件的优化 46-48
3.3.1 PBS 缓冲溶液 pH 值的影响 46-47
3.3.2 aAFB_1组装时间的影响 47
3.3.3 aAFB_1组装温度的影响 47-48
3.4 AFB_1在 BSA/ aAFB_1-C-AuNP/MBA/Au 电极上的循环伏安响应 48-50
3.4.1 不同扫描速率下的循环伏安响应 48-49
3.4.2 示差脉冲伏安法测 AFB_1的标准曲线 49-50
3.5 实验样品测定及加标回收实验 50
3.6 传感器重现性和重复性实验 50-51
第四章 DNA 自组装损伤传感器检测黄曲霉毒素 51-59
4.1 材料与方法 51-53
4.1.1 试剂 51
4.1.2 仪器 51
4.1.3 溶液的配置 51-52
4.1.4 ssDNA/Au 电极的制备 52-53
4.1.5 实验方法 53
4.2 ssDNA/Au 电极的电化学行为 53-54
4.2.1 金电极修饰过程的电化学表征 53
4.2.2 ssDNA/Au 电极对 AFB_1的响应 53-54
4.3 AFB_1测定条件的优化 54-57
4.3.1 Tris-HCL 缓冲溶液 pH 值的影响 54-55
4.3.2 巯基 ssDNA 自组装时间的影响 55-56
4.3.3 ssDNA/Au 电极经 AFB_1溶液处理不同时间的影响 56
4.3.4 指示剂亚甲基蓝（MB）浓度的影响 56-57
4.4 AFB_1线性关系的考察 57-58
4.5 传感器稳定性和重现性实验 58-59
结论 59-60
参考文献 60-67
攻读硕士学位期间发表的论文 67-68
致谢 68-69
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器
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