【摘要】：真菌毒素可以引起人類(lèi)癌癥的發(fā)生，黃曲霉毒素B1(AFB1)是世界衛(wèi)生組織認(rèn)定的Ⅰ級(jí)天然致癌物質(zhì)，黃曲霉毒素的污染帶來(lái)的健康危害和經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。除此之外，以大腸桿菌0157：H7為代表的致病菌，除了對(duì)病人的健康乃至生命存在危害外，其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也極為嚴(yán)重。因此開(kāi)展食品中致病菌和真菌毒素相關(guān)的研究工作具有重要意義和價(jià)值。

本論文從食品安全的角度出發(fā)，概述了食品樣品中有毒有害物質(zhì)的相關(guān)研究進(jìn)展，開(kāi)展了食品中的致病菌和真菌毒素的生物傳感相關(guān)研究。主要包括以下研究?jī)?nèi)容：

(1)印刷叉指微電極結(jié)合了絲網(wǎng)印刷電極和叉指微電極兩者的優(yōu)勢(shì)，靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短，成本低，可以用來(lái)開(kāi)發(fā)生物傳感器檢測(cè)致病菌。而且，基于印刷叉指微電極的這種檢測(cè)用生物傳感器目前未見(jiàn)報(bào)道。據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研得知，在細(xì)菌測(cè)試中，目前尚未有報(bào)道采用凝集素進(jìn)行信號(hào)放大的相關(guān)研究。本研究基于自組裝單分子層構(gòu)建的印刷叉指微電極免疫傳感器采用凝集素進(jìn)行信號(hào)放大，實(shí)現(xiàn)大腸桿菌0157：H7的快速檢測(cè)。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)參數(shù)下，免疫傳感器可以檢測(cè)低到102 cfu mL-1濃度的細(xì)菌，并且在102到106 cfu mL-1濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性相關(guān)。在檢測(cè)牛肉樣品時(shí)，檢測(cè)限可以達(dá)到104cfu mL-1。包含孵育時(shí)間在內(nèi)，總檢測(cè)時(shí)間少于1 h。所構(gòu)建的免疫傳感器有望發(fā)展成簡(jiǎn)便、低成本和便攜式的檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于多種致病菌的檢測(cè)。

(2)商業(yè)大型電化學(xué)儀器靈敏性高，降噪模塊技術(shù)先進(jìn)，可整合多種電化學(xué)方法。然而，這些復(fù)雜和昂貴的儀器不適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。低成本、可快速篩查使用的和避免復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過(guò)程的便攜式、小型化電化學(xué)檢測(cè)儀器的應(yīng)用研究十分必要。本研究中，采用印刷叉指微電極開(kāi)發(fā)高靈敏度的、快速響應(yīng)和低成本的電化學(xué)傳感器并用于檢測(cè)大米中的黃曲霉毒素含量。結(jié)果顯示，在優(yōu)化參數(shù)條件下，免疫傳感器的檢測(cè)限低于限量標(biāo)準(zhǔn)。便攜式阻抗儀的檢測(cè)結(jié)果與大型電化學(xué)儀器的測(cè)試結(jié)果符合度較好。USB兼容的傳感芯片卡槽的設(shè)計(jì)可以用來(lái)與便攜式阻抗儀結(jié)合，發(fā)展完整的便攜式阻抗檢測(cè)系統(tǒng)。

(3)分離和純化過(guò)程在實(shí)際的樣品檢測(cè)中發(fā)揮著巨大的作用，不論是常規(guī)色譜方法，還是傳感器方法，如何簡(jiǎn)單快速的從植物油中提取到黃曲霉毒素，便成為研究的首要任務(wù)之一。研究中，制備了納米Fe3O4顆粒，并開(kāi)發(fā)了免疫磁珠進(jìn)行AFB1的凈化分離。經(jīng)高效液相色譜-熒光檢測(cè)器(HPLC-FID)方法確證，所開(kāi)發(fā)的方法可以成功的應(yīng)用于復(fù)雜食品樣品中的真菌毒素的快速分離。所開(kāi)發(fā)的納米磁分離方法，對(duì)于植物油等復(fù)雜食品基質(zhì)中黃曲霉毒素的分析有重要意義。

(4)當(dāng)片狀電極表面滴加液體進(jìn)行孵育時(shí)，液滴覆蓋的面積會(huì)因電極表面的疏水性等原因產(chǎn)生差異，這也往往導(dǎo)致信號(hào)的不規(guī)則變化。液滴覆蓋面積對(duì)信號(hào)變化產(chǎn)生影響的系統(tǒng)研究缺乏。本研究選用了印刷叉指微電極作為片狀電極的代表，研究了液滴覆蓋面積對(duì)其電化學(xué)響應(yīng)的影響?；邙B(niǎo)巢理論的啟發(fā)，采用三維打印技術(shù)，制作了不同尺寸的裝置，并使用該裝置量化的研究了液滴覆蓋對(duì)電化學(xué)信號(hào)響應(yīng)的影響。

結(jié)果表明，不同的覆蓋面積對(duì)信號(hào)的影響顯著。除此之外，我們?cè)O(shè)計(jì)了環(huán)形裝置使液體覆蓋面積固定，同時(shí)滴加液體的體積可調(diào)，有利于節(jié)省抗體等昂貴試劑的使用量，有利減少因液體揮發(fā)等導(dǎo)致的不穩(wěn)定信號(hào)?；自O(shè)計(jì)方案采用軟件重構(gòu)完成，可根據(jù)實(shí)際需要適時(shí)調(diào)整，有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值及推廣意義。