基于纳米金和MOFs的石英晶体微天平适配体传感器检测食品中四环素残留
发布时间：2021-01-05 18:46
四环素是一种使用比较广泛的四环素类抗生素,它在动物养殖过程中常被作为饲料添加剂,用于动物的防病治病和促进动物的生长发育。由于四环素的不合理使用导致其在动物体内残留,并通过食物链进入人体,影响人们的身体健康。目前,针对食品中四环素残留的检测方法已有大量文献报道,但传统的检测方法存在设备仪器昂贵、灵敏度低、实时在现检测比较困难等缺点,因此,需要建立一种成本低、操作简单、灵敏度高、稳定可靠的方法对食品中的四环素残留进行检测。石英晶体微天平具有成本低、检测灵敏度高、可实时在线检测的优点;纳米金具有与生物大分子结合不改变其活性、高导电性的特点;金属有机框架材料（metal organic frameworks,MOFs）具有高孔隙率、大比表面积;适配体具有高特异性和亲和力、易合成、稳定性好、靶范围广等的优点。本实验构建了一种基于纳米金和MOFs的石英晶体微天平适配体传感器,并用该传感器实现对四环素快速、高灵敏度、高选择性的检测,并且成功实现对牛奶中四环素的检测,具体内容如下:首先对石英金电极（Quartz Auelectrode,QAuE）进行预处理,采用滴涂法将均苯三羧酸铜（HKUST-1）分...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HKUST-1的晶体结构图
第1章绪论11图1.3SELEX筛选核酸适配体流程图1.4.2核酸适配体的特点核酸适配体特异性的与靶分子结合的性质，类似抗体的功能性质，因此又被称为“化学抗体”，但与抗体相比核酸适配体具有无可比拟的优势，具体如下：（1）高特异性和亲和力[75]：核酸适配体在盐溶液中发生空间结构变化与靶分子之间的结合与抗体相比有更高的特异性和亲和力，解离范围在10-12mol/L~10-9mol/L之间。（2）靶物质范围广：核酸适配体不仅可以与酶、蛋白质、抗体等特异性结合，与金属离子、生物毒素等小分子物质也可以结合[76-77]。（3）易于合成：核酸适配体是通过体外筛选技术获得的，可通过化学法大量合成，无需进行动物实验，并且筛选周期短、成本低、可长期保存。（4）稳定性好：核酸适配体性质稳定，受温度、酸解性等物理条件影响小，变性的适体在短时间内可进行恢复并使用。（5）易修饰：核酸适配体是一段DNA或者RNA序列，分子量小，可对其进行荧光标记、生物素、巯基、氨基等官能团的修饰，拓宽了适配体的使用范围。1.4.3核酸适配体的应用由于核酸适配体具有高特异性、高亲和力、检测范围广、易合成、稳定性好等特点，已广泛应用于医学领域、环境检测、食品安全检测等领域。（1）医学领域目前，因适配体具有选择性强、灵敏度高、稳定性好的特点在医学领域的临床诊断、药物传送、疾病治疗等方面有广泛应用。李忻等[78]构建了一种生物传感器用于检测乳腺癌中HER2的存在，利用HER2适配体与二茂铁标记的DNA/金纳米球进行结合，当HER2存在时，通过物质间的反应，产生明显信号，其最
第1章绪论13一个电场，压电材料会沿一定方向产生机械形变，当外加电场消失时，机械形变也会消失，在此过程中发生了电能转化为机械能，称为逆压电效应。常见的压电材料有石英晶体、压电陶瓷等，其中石英晶体是应用最广泛的压电晶体。图1.4压电效应示意图石英晶体微天平是由石英晶体传感器、信号检测、数据处理等部分组成，其中石英晶体传感器是由石英晶片（从一块石英晶体上采用AT切割方式得到）、镀金电极、引线、支架构成，如图1.5所示。在检测过程中，在石英晶片电极上施加交变电压并与振荡器连接，当振荡器的频率与石英晶片电极的固有频率一致时，会产生共振，此时振荡最稳定。若石英晶体电极表面沉积物质，会引起质量变化并通过石英谐振器把质量变化转变为频率变化电信号，从而通过频率变化电信号确定沉积物质的变化。1959年，德国Sauerbrey[86]建立了石英晶体表面沉积物质的质量变化与石英晶体振动频率变化的关系：△F=﹣2f02(ρqμq)-1/2△m/A（1.1）其中f0为石英晶体的基频；A为石英晶电极的有效面积；ρq和μq分别为石英晶体密度和剪切模量；△m为石英晶体表面质量的变化；负号为石英晶体表面质量增加引起振动频率下降。根据（1.1）得出，石英晶体表面沉积物质的质量变化与石英晶体的振动频率成正比。在初期该方程只适用于真空中刚性薄膜的检测，且沉积膜质量不超过晶体质量的2%。在1985年Gordon和Kanazawa[87]提出了在液相为牛顿流体和石英晶体间的关系：△F=f02/3(ηρ/πμQρQ)1/2（1.2）其中η为石英晶体表面液相层的粘度；ρ为液相层的密度；ρQ为石英晶体的密度；μQ为石英晶体的剪切膜量。
本文编号：2959115
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
HKUST-1的晶体结构图
第1章绪论11图1.3SELEX筛选核酸适配体流程图1.4.2核酸适配体的特点核酸适配体特异性的与靶分子结合的性质，类似抗体的功能性质，因此又被称为“化学抗体”，但与抗体相比核酸适配体具有无可比拟的优势，具体如下：（1）高特异性和亲和力[75]：核酸适配体在盐溶液中发生空间结构变化与靶分子之间的结合与抗体相比有更高的特异性和亲和力，解离范围在10-12mol/L~10-9mol/L之间。（2）靶物质范围广：核酸适配体不仅可以与酶、蛋白质、抗体等特异性结合，与金属离子、生物毒素等小分子物质也可以结合[76-77]。（3）易于合成：核酸适配体是通过体外筛选技术获得的，可通过化学法大量合成，无需进行动物实验，并且筛选周期短、成本低、可长期保存。（4）稳定性好：核酸适配体性质稳定，受温度、酸解性等物理条件影响小，变性的适体在短时间内可进行恢复并使用。（5）易修饰：核酸适配体是一段DNA或者RNA序列，分子量小，可对其进行荧光标记、生物素、巯基、氨基等官能团的修饰，拓宽了适配体的使用范围。1.4.3核酸适配体的应用由于核酸适配体具有高特异性、高亲和力、检测范围广、易合成、稳定性好等特点，已广泛应用于医学领域、环境检测、食品安全检测等领域。（1）医学领域目前，因适配体具有选择性强、灵敏度高、稳定性好的特点在医学领域的临床诊断、药物传送、疾病治疗等方面有广泛应用。李忻等[78]构建了一种生物传感器用于检测乳腺癌中HER2的存在，利用HER2适配体与二茂铁标记的DNA/金纳米球进行结合，当HER2存在时，通过物质间的反应，产生明显信号，其最
第1章绪论13一个电场，压电材料会沿一定方向产生机械形变，当外加电场消失时，机械形变也会消失，在此过程中发生了电能转化为机械能，称为逆压电效应。常见的压电材料有石英晶体、压电陶瓷等，其中石英晶体是应用最广泛的压电晶体。图1.4压电效应示意图石英晶体微天平是由石英晶体传感器、信号检测、数据处理等部分组成，其中石英晶体传感器是由石英晶片（从一块石英晶体上采用AT切割方式得到）、镀金电极、引线、支架构成，如图1.5所示。在检测过程中，在石英晶片电极上施加交变电压并与振荡器连接，当振荡器的频率与石英晶片电极的固有频率一致时，会产生共振，此时振荡最稳定。若石英晶体电极表面沉积物质，会引起质量变化并通过石英谐振器把质量变化转变为频率变化电信号，从而通过频率变化电信号确定沉积物质的变化。1959年，德国Sauerbrey[86]建立了石英晶体表面沉积物质的质量变化与石英晶体振动频率变化的关系：△F=﹣2f02(ρqμq)-1/2△m/A（1.1）其中f0为石英晶体的基频；A为石英晶电极的有效面积；ρq和μq分别为石英晶体密度和剪切模量；△m为石英晶体表面质量的变化；负号为石英晶体表面质量增加引起振动频率下降。根据（1.1）得出，石英晶体表面沉积物质的质量变化与石英晶体的振动频率成正比。在初期该方程只适用于真空中刚性薄膜的检测，且沉积膜质量不超过晶体质量的2%。在1985年Gordon和Kanazawa[87]提出了在液相为牛顿流体和石英晶体间的关系：△F=f02/3(ηρ/πμQρQ)1/2（1.2）其中η为石英晶体表面液相层的粘度；ρ为液相层的密度；ρQ为石英晶体的密度；μQ为石英晶体的剪切膜量。
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