关键词：
黄曲霉毒素B1
非法添加剂
表面增强拉曼光谱法
多孔阳极氧化铝膜
食品检测
摘要：
随着人们生活水平的提高,食品安全问题已成为社会关注的焦点。同时,食品安全检测技术也成为了研究者们关注的重点。目前,传统的检测技术主要有薄层色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法、酶联免疫吸附法、以及液相色谱-串联质谱联用法等。这些方法通常需要昂贵的仪器、专业的操作人员、检测过程复杂,并且耗时长。表面增强拉曼光谱（SERS）法作为一种新型的快速检测技术,蕴含了丰富的化学指纹信息,具有灵敏度高、操作简单、设备携带方便、可实现痕量无损检测等优点,在食品安全检测方面引起了研究者们的广泛关注。近年来,多孔氧化铝（porous anodized aluminum,PAA）膜因具有完美的化学和机械稳定性,高孔密度以及可控形状和尺寸,将其与电化学检测技术,光谱技术等结合,不仅可以将离子光谱信号放大几个数量级,并具有出色的检测灵敏度。本研究拟以PAA膜为拉曼基底,对其表面进行功能化,开发检测食品中非法添加剂和黄曲霉毒素B1的表面增强拉曼技术。本论文的主要内容包括以下三方面:1.基于纳米银颗粒团聚反应的表面增强拉曼光谱法测定食品中的非法添加剂通过使用一步合成法,利用柠檬酸根还原银离子成功制备具有强烈SERS热点的银纳米颗粒（Ag nanoparticles,Ag NPs）。使用透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM）和紫外可见分光光度计对银纳米颗粒进行表征,利用便携式拉曼光谱对SERS基底进行信号检测。利用三氯乙酸同时作为蛋白沉淀剂和纳米颗粒的促凝剂,简化了在食品检测中样品的预处理过程。利用标准品加入法和紫外分光光度法同时对SERS基底检测有害物质进行了校准。优化了实验方案,确定线性范围、选择性与重复性,及计算其检测限。结果表明:制备Ag NPs的粒径约为50 nm。当使用钛板为拉曼基板,SERS基底对三聚氰胺进行检测时,氯化钠和氢氧化钠的浓度均为4 mol/L时,Ag NPs与样品比例为1:2时拉曼增强效果最好。该方法检测三聚氰胺的线性范围为0.2-10 mg/L,检测限为0.08 mg/L。该传感器具有良好的重复性（RSD=4.34%）。同时,在检测牛奶中的硫氰酸钠时反应时间优化为6分钟,线性范围10-100 mg/L,检测限为0.04 mg/L。2.二维纳米通道表界面SERS传感器的制备及其在AFB1检测中的应用利用二次阳极氧化法制备PAA膜,通过硅烷化将氨基覆盖到PAA膜表面,通过氨基和醛基的缩合反应,在PAA膜表面修饰AFB1适体构建传感器基板。使用扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）进行表征。利用柠檬酸钠还原硝酸银制备具有拉曼增强信号的银纳米颗粒（Ag NPs）,表面功能化后将其结合在PAA膜表面形成生物传感器,且对样品中AFB1浓度进行检测。使用透射电子显微镜、紫外可见分光光度计、便捷式拉曼光谱仪进行表征。当体系中不存在AFB1时,适体识别短链DNA,产生的“拉链”结构,使Ag NPs固定在PAA膜表面而引起Ag NPs的聚集,从而产生强烈的SERS信号;当具有竞争性的AFB1加入时,适体会优先结合AFB1,造成了短链DNA解旋。附着在PAA膜上的Ag NPs也随之脱落,导致拉曼信号降低。结果表明:制备PAA膜的孔径约为20 nm,Ag NPs的粒径约为50 nm。制备的Ag NPs-PAA生物传感器的线性范围为0.01至10 ng/m L,检测限为0.009 ng/m L。同时,该传感器具有良好的重复性（RSD=11.14%）与选择性。与黄曲霉毒素B1相比,其他真菌毒素（黄曲霉毒素B2、黄曲霉毒素G1和赭曲霉毒素A）的拉曼信号变化不明显。3.三维阵列纳米通道SERS传感器的制备及其在AFB1检测中的应用利用循环脉冲法制备三维阵列纳米通道,通过改变PEG的分子量和浓度（20%、30%、35%）以及磷酸刻蚀时间（5 min、10 min、13 min、15 min、17 min）来优化实验方案。使用扫描电子显微镜和便携式拉曼光谱仪对形成的三维结构进行表征。以三维PAA膜为基底,制备Ag NPs-三维PAA生物传感器,并将其置于电化学工作站中进行电迁移。将Ag/Ag Cl电极作为待测溶液中的工作电极,并在传感器两侧施加电势。AFB1沿电迁移方向迅速到达膜表面,导致Ag NPs脱落,拉曼信号降低。结果表明:当电解液中加入分子量为6000、浓度为30%PEG、氧化刻蚀时间为15 min时制备的三维PAA膜横向孔径最均匀。其孔径约为30 nm,孔间距为120 nm。以此为模板沉积碳纳米管也出现横纵相连现象。由于COVID-19的影响,三维PAA膜生物传感器在AFB1检测中的后续实验无法按计划进行,并将由后续的研究生完成。
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