电化学适配体传感器的构建及其在蔬菜有机磷农药残留检测中的应用
发布时间：2021-08-09 14:44
有机磷农药残留超标问题已成为我国蔬菜安全重大隐患之一。目前农药残留检测主要是仪器分析方法,它们有较高的灵敏度和稳定性,但大多存在设备昂贵、溶剂消耗量大,不能满足现场快速检测的缺陷。因此,研究高效、可靠的蔬菜中有机磷农药残留快速检测方法具有十分重要的现实意义。由于适配体具有易合成、易标记、生物稳定性好等优势,基于适配体的传感技术得到飞速发展,并与多种分析技术（电化学、荧光、比色等）相结合,在农产品有害物质分析领域广泛应用。本文为构建灵敏性高、制备过程简单、可重复利用的电化学适配体传感器做了相关研究和探索,并用于蔬菜中丙溴磷、甲拌磷、水胺硫磷和氧化乐果4种有机磷农药残留的检测,为便携式农药残留快速检测装置的开发奠定基础。主要研究内容如下:（1）利用二茂铁（Fc）标记的发夹适配体作为电化学信号供体,以氧化石墨烯-壳聚糖（GO-CS）纳米复合材料修饰丝网印刷碳电极（SPCE）,研制了一种用于有机磷农药残留检测的新型超灵敏适配体传感器。在这个实验中,有机磷农药适配体被设计成发卡结构,并用氨基（-NH2）和Fc标记,作为氧化还原信号开关;GO-CS用于固定氨基化适配体,其良好...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种有机磷农药的化学结构式
2.3 结果与讨论2.3.1 电化学适配体传感器的制备原理图2.1阐明了本实验提出的基于Fc作为电子供体的超灵敏适配体传感器的制备过程和实验原理。GO-CS 是一种具有良好导电性的纳米复合材料，它表面丰富的-COOH 为HP 在电极界面的固定提供了基础。此策略的另一重要方面是 HP 的设计与标记。HP 序列包含两部分：一是特异性识别有机磷农药的适配体（左），另一部分是为形成茎环结构设计添加的寡核苷酸序列（右）。此发卡结构用作电化学信号测量的开关。HP 的5'和3'端分别标记有-NH2和 Fc，-NH2用于 HP 的固定，Fc 是该检测系统唯一的电化学信号供体。在没有 OPs 存在的情况下，电极表面固定的 HP 保持折叠形态，Fc 分子紧贴 SPCE表面，从而产生较高的电流信号。但是，当 OPs 存在时
与裸 SPCE 相比（图 2.2A-a），GO-CS 修饰的电极的氧化还原峰电流更高（图2.2A-b），这是由于该复合材料具有很强的导电性。此外，明显的峰电位偏移现象也说明SPCE 表面被成功修饰。随着 HP 的进一步固定（图 2.2A-c），电流峰值增加，这可能是由于发卡结构 HP 上标记的 Fc 靠近电极表面，导致电流信号大幅度增加，以至于大分子DNA 对电子转移的影响可忽略不计。当传感器在一定浓度的目标分子丙溴磷溶液中孵育后，峰电流明显降低（图 2.2A-d），这可能是因为：（1）HP 与目标物结合形成的 HP-丙溴磷复合物阻碍[Fe(CN)6]3-/4-溶液中电子转移；（2）目标物打开 HP 发卡结构，使 Fc离开电极表面，氧化还原信号减小。上述实验结果证明该适配体传感器已被成功构建。在较低的氧化电位下，Fc 分子能被氧化失去一个电子转变成 Fc+。本实验的检测数据主要来源于 Fc 的氧化还原信号。为证明该方案的可行性
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔬菜中有机磷农药多残留的光谱特征检测分析[J]. 刘凯. 科技通报. 2017(08)
[2]分散固相萃取-表面增强拉曼联用法快速检测蔬菜中10种有机磷农药残留[J]. 唐剑,仲雪,倪天瑞,常化仿,汪泓,郑大威. 食品安全质量检测学报. 2016(12)
[3]基于荧光光谱的生菜农药残留检测[J]. 孙俊,周鑫,毛罕平,武小红,杨宁,张晓东. 农业工程学报. 2016(19)
[4]基于核酸适配体的荧光法检测水胺硫磷和丙溴磷[J]. 王丽,叶华,桑宏庆,王丹丹. 分析化学. 2016(05)
[5]基于线性判别法的生菜农药残留定性检测模型研究[J]. 孙俊,蒋淑英,毛罕平,朱文静,高洪燕,武小红. 农业机械学报. 2016(01)
[6]我国蔬菜产业发展现状与展望[J]. 王闯,孙皎,王涛,杨国慧. 北方园艺. 2014(04)
[7]SELEX技术筛选毒死蜱单链DNA适体[J]. 雷兆静,张存政,刘媛,王丽,胡秋辉,刘贤进. 江苏农业学报. 2012(01)
博士论文
[1]一种间接标记的高灵敏度DNA电化学传感器的研究[D]. 袁莹.中国医科大学 2018
[2]基于适配体的微梁阵列生化传感技术研究[D]. 李潮.中国科学技术大学 2018
[3]基于丝网印刷电极的电化学生物传感器的研究[D]. 张永花.陕西师范大学 2017
[4]农药残留和重金属离子检测用新型氮杂石墨烯基电化学传感器的研究[D]. 蒋鼎.江苏大学 2017
[5]硅胶表面分子印迹聚合物及新型电化学发光生物传感器在农药残留分析中的应用[D]. 苗珊珊.南京农业大学 2016
[6]基于比色光谱的蔬菜有机磷农药残留快速检测方法研究[D]. 李文.中国农业大学 2016
[7]蔬菜中有机磷农药快速检测方法的建立及农药残留风险研究[D]. 南京熙.延边大学 2015
[8]发光功能化纳米材料在结核病诊断化学发光核酸传感器中的应用[D]. 蒋杰.中国科学技术大学 2013
[9]四种有机磷农药核酸适体的筛选、鉴定及其活性研究[D]. 王丽.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]酶传感器用于蔬菜和水体中有机磷农药快速检测的研究[D]. 龙蓓青.湖南大学 2018
[2]基于Cu-BTC金属有机骨架材料光/电化学传感器构建及有机磷农药检测研究[D]. 王罗娜.扬州大学 2018
[3]基于高光谱成像的西兰花农药残留无损检测方法研究[D]. 顾敏.浙江理工大学 2018
[4]基于纳米复合材料电化学传感的蔬菜中农药残留检测方法研究[D]. 张媛媛.江苏大学 2017
[5]非标记荧光核酸适配体传感器检测果蔬中啶虫脒和丙溴磷残留的研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2017
[6]基于适配体的金纳米粒子比色法检测毒死蜱和17β-雌二醇的研究[D]. 于笑沨.吉林大学 2017
[7]基于石墨烯/聚酰亚胺功能材料的葡萄糖、苯二酚传感器及电催化性能研究[D]. 沈璇.兰州大学 2017
[8]基于适配体的农兽药残留快速检测技术研究[D]. 白文荟.中国农业科学院 2016
[9]基于微电极农药残留快速检测用生物传感器制备方法研究[D]. 贾彗樱.山东理工大学 2016
[10]韭菜表面农药残留的可见—近红外光谱分析方法研究[D]. 胡东.西安科技大学 2015
本文编号：3332263
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种有机磷农药的化学结构式
2.3 结果与讨论2.3.1 电化学适配体传感器的制备原理图2.1阐明了本实验提出的基于Fc作为电子供体的超灵敏适配体传感器的制备过程和实验原理。GO-CS 是一种具有良好导电性的纳米复合材料，它表面丰富的-COOH 为HP 在电极界面的固定提供了基础。此策略的另一重要方面是 HP 的设计与标记。HP 序列包含两部分：一是特异性识别有机磷农药的适配体（左），另一部分是为形成茎环结构设计添加的寡核苷酸序列（右）。此发卡结构用作电化学信号测量的开关。HP 的5'和3'端分别标记有-NH2和 Fc，-NH2用于 HP 的固定，Fc 是该检测系统唯一的电化学信号供体。在没有 OPs 存在的情况下，电极表面固定的 HP 保持折叠形态，Fc 分子紧贴 SPCE表面，从而产生较高的电流信号。但是，当 OPs 存在时
与裸 SPCE 相比（图 2.2A-a），GO-CS 修饰的电极的氧化还原峰电流更高（图2.2A-b），这是由于该复合材料具有很强的导电性。此外，明显的峰电位偏移现象也说明SPCE 表面被成功修饰。随着 HP 的进一步固定（图 2.2A-c），电流峰值增加，这可能是由于发卡结构 HP 上标记的 Fc 靠近电极表面，导致电流信号大幅度增加，以至于大分子DNA 对电子转移的影响可忽略不计。当传感器在一定浓度的目标分子丙溴磷溶液中孵育后，峰电流明显降低（图 2.2A-d），这可能是因为：（1）HP 与目标物结合形成的 HP-丙溴磷复合物阻碍[Fe(CN)6]3-/4-溶液中电子转移；（2）目标物打开 HP 发卡结构，使 Fc离开电极表面，氧化还原信号减小。上述实验结果证明该适配体传感器已被成功构建。在较低的氧化电位下，Fc 分子能被氧化失去一个电子转变成 Fc+。本实验的检测数据主要来源于 Fc 的氧化还原信号。为证明该方案的可行性
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔬菜中有机磷农药多残留的光谱特征检测分析[J]. 刘凯. 科技通报. 2017(08)
[2]分散固相萃取-表面增强拉曼联用法快速检测蔬菜中10种有机磷农药残留[J]. 唐剑,仲雪,倪天瑞,常化仿,汪泓,郑大威. 食品安全质量检测学报. 2016(12)
[3]基于荧光光谱的生菜农药残留检测[J]. 孙俊,周鑫,毛罕平,武小红,杨宁,张晓东. 农业工程学报. 2016(19)
[4]基于核酸适配体的荧光法检测水胺硫磷和丙溴磷[J]. 王丽,叶华,桑宏庆,王丹丹. 分析化学. 2016(05)
[5]基于线性判别法的生菜农药残留定性检测模型研究[J]. 孙俊,蒋淑英,毛罕平,朱文静,高洪燕,武小红. 农业机械学报. 2016(01)
[6]我国蔬菜产业发展现状与展望[J]. 王闯,孙皎,王涛,杨国慧. 北方园艺. 2014(04)
[7]SELEX技术筛选毒死蜱单链DNA适体[J]. 雷兆静,张存政,刘媛,王丽,胡秋辉,刘贤进. 江苏农业学报. 2012(01)
博士论文
[1]一种间接标记的高灵敏度DNA电化学传感器的研究[D]. 袁莹.中国医科大学 2018
[2]基于适配体的微梁阵列生化传感技术研究[D]. 李潮.中国科学技术大学 2018
[3]基于丝网印刷电极的电化学生物传感器的研究[D]. 张永花.陕西师范大学 2017
[4]农药残留和重金属离子检测用新型氮杂石墨烯基电化学传感器的研究[D]. 蒋鼎.江苏大学 2017
[5]硅胶表面分子印迹聚合物及新型电化学发光生物传感器在农药残留分析中的应用[D]. 苗珊珊.南京农业大学 2016
[6]基于比色光谱的蔬菜有机磷农药残留快速检测方法研究[D]. 李文.中国农业大学 2016
[7]蔬菜中有机磷农药快速检测方法的建立及农药残留风险研究[D]. 南京熙.延边大学 2015
[8]发光功能化纳米材料在结核病诊断化学发光核酸传感器中的应用[D]. 蒋杰.中国科学技术大学 2013
[9]四种有机磷农药核酸适体的筛选、鉴定及其活性研究[D]. 王丽.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]酶传感器用于蔬菜和水体中有机磷农药快速检测的研究[D]. 龙蓓青.湖南大学 2018
[2]基于Cu-BTC金属有机骨架材料光/电化学传感器构建及有机磷农药检测研究[D]. 王罗娜.扬州大学 2018
[3]基于高光谱成像的西兰花农药残留无损检测方法研究[D]. 顾敏.浙江理工大学 2018
[4]基于纳米复合材料电化学传感的蔬菜中农药残留检测方法研究[D]. 张媛媛.江苏大学 2017
[5]非标记荧光核酸适配体传感器检测果蔬中啶虫脒和丙溴磷残留的研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2017
[6]基于适配体的金纳米粒子比色法检测毒死蜱和17β-雌二醇的研究[D]. 于笑沨.吉林大学 2017
[7]基于石墨烯/聚酰亚胺功能材料的葡萄糖、苯二酚传感器及电催化性能研究[D]. 沈璇.兰州大学 2017
[8]基于适配体的农兽药残留快速检测技术研究[D]. 白文荟.中国农业科学院 2016
[9]基于微电极农药残留快速检测用生物传感器制备方法研究[D]. 贾彗樱.山东理工大学 2016
[10]韭菜表面农药残留的可见—近红外光谱分析方法研究[D]. 胡东.西安科技大学 2015
本文编号：3332263
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3332263.html
