玉米及大麦中真菌毒素检测的荧光适配体传感器研究
发布时间：2021-10-23 17:10
谷物在生长、贮存、运输等环节容易遭到真菌侵染引起腐烂变质,其在适宜环境下会产生具有致癌、致畸、致突变性的强毒性次生代谢产物-真菌毒素。目前,在诸多检测真菌毒素的方法中,色谱-质谱联用法和免疫分析法等准确性好、可靠性高,但同时存在仪器昂贵、专业技术要求高等不足。因此,构建和完善新型检测方法实现真菌毒素的简便、灵敏、准确分析十分重要。本论文从研究玉米及大麦中真菌毒素的高特异性、高灵敏度分析的角度出发,结合荧光适配体传感技术,以新型碳基量子点为荧光探针,构建新型传感平台用于检测两种真菌毒素,即赭曲霉毒素A（OTA）和玉米赤霉烯酮（ZEN）。主要工作内容包括以下两个部分:（1）利用羟基氧化钴（CoOOH）纳米片作为氮化碳量子点（g-CNQDs）的猝灭剂,结合不同构型适配体与CoOOH纳米片之间范德华力的强弱差异,构建了可简便、灵敏检测玉米及大麦中OTA的“Turn-on”型荧光适配体传感器。研究表明,由于g-CNQDs与CoOOH纳米片之间存在荧光共振能量转移（FRET）,g-CNQDs的荧光猝灭率高达90%。当OTA存在时,线状适配体与OTA特异性结合形成G-四链体,其与CoOOH纳米片的吸...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
OTA生物传感器示意图：（a）DNA纳米梯的组装；（b）OTA引起的拆卸[53]
江苏大学硕士学位论文11检测限也由29.87±1.01pmolL-1降低至7.95±0.22pmolL-1。如图1.2所示，Liu[57]等以富含G的单链DNA（ssDNA）和CoOOH纳米片的复合材料为纳米探针，报道了一种用于抗坏血酸（AA）检测的“Turn-on”型荧光生物传感器。硫黄素T（ThT）能够诱导ssDNA形成G-四链体，且两者结合形成复合物G-四链体/ThT作为该传感器的荧光探针。AA不存在时，p-苯二胺（PPD）被氧化成oxPPD，并通过荧光共振能量转移猝灭G-四链体/ThT复合物的荧光。当有AA存在时，纳米探针的CoOOH纳米片优先被AA还原，阻碍oxPPD的生成，使G-四链体/ThT复合物之间的荧光共振能量转移受到抑制，最终溶液荧光强度随AA浓度的增加而增强。图1.2检测AA的开启型荧光生物传感器示意图[57]Figure1.2Schematicpresentationofthe“Turn-on”fluorescencebiosensordetectionofAA[57]（3）“比率”模式：比率荧光生物传感是通过分析两个不同发射波长的荧光强度比值随目标物浓度的变化规律，以实现目标物定量检测的一种分析方法[58]。与以上两种依赖于单波长的检测模式相比，比率模式的优势在于内部矫正因子的引入，可以消除由样品基质光散射、激发源波动、探针周围微环境及局部浓度变化等外部因素所产生的干扰，在提高检测灵敏度、选择性及准确性的同时，为实现裸眼可视化检测提供可能[55]。Yu[58]等制备氮化碳量子点（g-CNQDs）与金纳米簇（AuNCs）复合材料（Au@g-CNQDs）作为比率荧光探针，并与抗-EpCAM抗体进一步连接，形成循环肿瘤细胞（CTCs）的特异性免疫探针，最终实现CTCs的准确测定。如图1.3所示，Huang[59]等制备纳米杂化物（MOF@AuNP@GO）作为协同纳米猝灭剂，研制了一种用于癌症标志物高灵敏检测的荧光生物传感器。MOF@AuNP@GO通过π-π堆积、范
玉米及大麦中真菌毒素检测的荧光适配体传感器研究12（或适配体）结合，猝灭荧光染料的荧光信号，同时在704nm处发射稳定的荧光信号作为该传感器的参考探针。目标物存在时，可与ssDNA（或适配体）特异性结合，使荧光染料的荧光发射得到恢复，该传感器用于p53基因和前列腺特异性抗原检测的检测限分别为0.005nmolL-1和0.01ngmL-1。图1.3比率荧光生物传感器用于靶DNA和蛋白质检测原理图[59]Figure1.3SchematicdiagramsforratiometricbiosensorfortargetDNAandproteindetection[59]1.2.2荧光生物传感主要原理目前，荧光生物传感器的检测机理基本包括激基缔合物（Monomer-Excimer）的形成或消失、荧光共振能量转移（FRET）、光诱导电子转移（PET）、分子内电荷转移（ICT）、内滤效应（IFE）等。其中，FRET和IFE分别为本论文第二章和第三章传感方法的检测机理，故在此对这两种机理做具体阐述。（1）荧光共振能量转移（Fluorescenceresonanceenergytransfer，FRET）：指荧光供体（Donor）受到光子激发后，将激发态能量通过偶极相互作用转移到受体（Receptor）上的过程[60]，因此需要满足以下两个必要条件：（a）供体的荧光发射光谱与受体的吸收光谱之间存在重叠；（b）供受体间距不超过10nm。另外，该过程不仅会导致供体激发态的能量向受体转移，导致其荧光强度被猝灭，而且供体的荧光寿命也会被缩短[61]。FRET是荧光生物传感方法中最为常见的一种猝灭机理，被广泛应用于DNA、生物小分子、重金属离子、真菌毒素等物质的检测。Liu[61]等基于羟基氧化钴（CoOOH）纳米片与AA之间的特异性反应，
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国谷物真菌毒素污染研究现状[J]. 李雅静,秦曙,杨艳梅,孙红霞,乔雄梧,李晋栋. 中国粮油学报. 2020(03)
[2]真菌毒素形成的影响因素[J]. 王刚,王玉龙,张海永,张晨曦,杨博磊,黄淑坚,刘阳. 菌物学报. 2020(03)
[3]我国饲料中真菌毒素的污染现状及检测[J]. 肖妙,李云,王永强,李瑞娟,梁思嘉,梁娜. 养殖与饲料. 2019(11)
[4]玉米赤霉烯酮对小鼠原代培养T淋巴细胞细胞因子分泌的影响[J]. 李茜,蔡国栋,常晓翠,邹辉,袁燕,顾建红,刘学忠,刘宗平,卞建春. 中国兽医学报. 2019(03)
[5]我国现行真菌毒素检测标准概述[J]. 王文珺,孙双艳,叶金,王松雪,桑华春. 食品安全质量检测学报. 2019(04)
[6]玉米生产环节对饲料原料真菌毒素产生的影响途径与对策[J]. 郭庄园,李瑶,张翼飞,于崧,吴庚锦,贾文宝,张亚凤,陈凯,郭鹏旭,李淼,丁宁. 中国饲料. 2018(16)
[7]A highly selective and instantaneous upconversion fluorescent nanoprobe for ascorbic acid detection in biological samples[J]. Yuanyuan Chen,Tingting Zhang,Xiaonan Gao,Wei Pan,Na Li,Bo Tang. Chinese Chemical Letters. 2017(10)
[8]陕西省120份市售玉米及其制品中真菌毒素的污染状况调查[J]. 胡佳薇,田丽,王敏娟,王彩霞,郭蓉,乔海鸥. 现代预防医学. 2017(09)
[9]霉变玉米真菌毒素含量与图像颜色特征参数之间的相关性研究[J]. 赵炎,张乃建,王若兰. 粮食与饲料工业. 2015(12)
[10]江苏单二大麦麦芽主要酿造品质的形成[J]. 王璐,陆健,商曰玲,金昭. 食品安全质量检测学报. 2013(04)
硕士论文
[1]赭曲霉毒素A的荧光生物传感检测新方法研究[D]. 吕鑫.聊城大学 2017
本文编号：3453570
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
OTA生物传感器示意图：（a）DNA纳米梯的组装；（b）OTA引起的拆卸[53]
江苏大学硕士学位论文11检测限也由29.87±1.01pmolL-1降低至7.95±0.22pmolL-1。如图1.2所示，Liu[57]等以富含G的单链DNA（ssDNA）和CoOOH纳米片的复合材料为纳米探针，报道了一种用于抗坏血酸（AA）检测的“Turn-on”型荧光生物传感器。硫黄素T（ThT）能够诱导ssDNA形成G-四链体，且两者结合形成复合物G-四链体/ThT作为该传感器的荧光探针。AA不存在时，p-苯二胺（PPD）被氧化成oxPPD，并通过荧光共振能量转移猝灭G-四链体/ThT复合物的荧光。当有AA存在时，纳米探针的CoOOH纳米片优先被AA还原，阻碍oxPPD的生成，使G-四链体/ThT复合物之间的荧光共振能量转移受到抑制，最终溶液荧光强度随AA浓度的增加而增强。图1.2检测AA的开启型荧光生物传感器示意图[57]Figure1.2Schematicpresentationofthe“Turn-on”fluorescencebiosensordetectionofAA[57]（3）“比率”模式：比率荧光生物传感是通过分析两个不同发射波长的荧光强度比值随目标物浓度的变化规律，以实现目标物定量检测的一种分析方法[58]。与以上两种依赖于单波长的检测模式相比，比率模式的优势在于内部矫正因子的引入，可以消除由样品基质光散射、激发源波动、探针周围微环境及局部浓度变化等外部因素所产生的干扰，在提高检测灵敏度、选择性及准确性的同时，为实现裸眼可视化检测提供可能[55]。Yu[58]等制备氮化碳量子点（g-CNQDs）与金纳米簇（AuNCs）复合材料（Au@g-CNQDs）作为比率荧光探针，并与抗-EpCAM抗体进一步连接，形成循环肿瘤细胞（CTCs）的特异性免疫探针，最终实现CTCs的准确测定。如图1.3所示，Huang[59]等制备纳米杂化物（MOF@AuNP@GO）作为协同纳米猝灭剂，研制了一种用于癌症标志物高灵敏检测的荧光生物传感器。MOF@AuNP@GO通过π-π堆积、范
玉米及大麦中真菌毒素检测的荧光适配体传感器研究12（或适配体）结合，猝灭荧光染料的荧光信号，同时在704nm处发射稳定的荧光信号作为该传感器的参考探针。目标物存在时，可与ssDNA（或适配体）特异性结合，使荧光染料的荧光发射得到恢复，该传感器用于p53基因和前列腺特异性抗原检测的检测限分别为0.005nmolL-1和0.01ngmL-1。图1.3比率荧光生物传感器用于靶DNA和蛋白质检测原理图[59]Figure1.3SchematicdiagramsforratiometricbiosensorfortargetDNAandproteindetection[59]1.2.2荧光生物传感主要原理目前，荧光生物传感器的检测机理基本包括激基缔合物（Monomer-Excimer）的形成或消失、荧光共振能量转移（FRET）、光诱导电子转移（PET）、分子内电荷转移（ICT）、内滤效应（IFE）等。其中，FRET和IFE分别为本论文第二章和第三章传感方法的检测机理，故在此对这两种机理做具体阐述。（1）荧光共振能量转移（Fluorescenceresonanceenergytransfer，FRET）：指荧光供体（Donor）受到光子激发后，将激发态能量通过偶极相互作用转移到受体（Receptor）上的过程[60]，因此需要满足以下两个必要条件：（a）供体的荧光发射光谱与受体的吸收光谱之间存在重叠；（b）供受体间距不超过10nm。另外，该过程不仅会导致供体激发态的能量向受体转移，导致其荧光强度被猝灭，而且供体的荧光寿命也会被缩短[61]。FRET是荧光生物传感方法中最为常见的一种猝灭机理，被广泛应用于DNA、生物小分子、重金属离子、真菌毒素等物质的检测。Liu[61]等基于羟基氧化钴（CoOOH）纳米片与AA之间的特异性反应，
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国谷物真菌毒素污染研究现状[J]. 李雅静,秦曙,杨艳梅,孙红霞,乔雄梧,李晋栋. 中国粮油学报. 2020(03)
[2]真菌毒素形成的影响因素[J]. 王刚,王玉龙,张海永,张晨曦,杨博磊,黄淑坚,刘阳. 菌物学报. 2020(03)
[3]我国饲料中真菌毒素的污染现状及检测[J]. 肖妙,李云,王永强,李瑞娟,梁思嘉,梁娜. 养殖与饲料. 2019(11)
[4]玉米赤霉烯酮对小鼠原代培养T淋巴细胞细胞因子分泌的影响[J]. 李茜,蔡国栋,常晓翠,邹辉,袁燕,顾建红,刘学忠,刘宗平,卞建春. 中国兽医学报. 2019(03)
[5]我国现行真菌毒素检测标准概述[J]. 王文珺,孙双艳,叶金,王松雪,桑华春. 食品安全质量检测学报. 2019(04)
[6]玉米生产环节对饲料原料真菌毒素产生的影响途径与对策[J]. 郭庄园,李瑶,张翼飞,于崧,吴庚锦,贾文宝,张亚凤,陈凯,郭鹏旭,李淼,丁宁. 中国饲料. 2018(16)
[7]A highly selective and instantaneous upconversion fluorescent nanoprobe for ascorbic acid detection in biological samples[J]. Yuanyuan Chen,Tingting Zhang,Xiaonan Gao,Wei Pan,Na Li,Bo Tang. Chinese Chemical Letters. 2017(10)
[8]陕西省120份市售玉米及其制品中真菌毒素的污染状况调查[J]. 胡佳薇,田丽,王敏娟,王彩霞,郭蓉,乔海鸥. 现代预防医学. 2017(09)
[9]霉变玉米真菌毒素含量与图像颜色特征参数之间的相关性研究[J]. 赵炎,张乃建,王若兰. 粮食与饲料工业. 2015(12)
[10]江苏单二大麦麦芽主要酿造品质的形成[J]. 王璐,陆健,商曰玲,金昭. 食品安全质量检测学报. 2013(04)
硕士论文
[1]赭曲霉毒素A的荧光生物传感检测新方法研究[D]. 吕鑫.聊城大学 2017
本文编号：3453570
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