若干小分子化合物的電化學傳感器構(gòu)建及抗氧化活性評價的電化學研究.pdf

1、作為一類重要的食品組分，小分子化合物是影響食品質(zhì)量的關鍵性因素。一方面，外源或內(nèi)源性有害小分子物質(zhì)能夠嚴重威脅食品安全，另一方面，具有生物活性的小分子決定著食品的營養(yǎng)價值。由于小分子化合物結(jié)構(gòu)多變、含量低、且生物活性復雜，使得其含量測定和活性評價難度較大。對這類物質(zhì)的含量和活性進行準確、快速、高效地檢測是保證食品安全和品質(zhì)及維護人類健康的當務之急。作為一種新興的技術(shù)，電化學以其靈敏度及選擇性高、成本低廉與操作簡單等優(yōu)點，在小分子物質(zhì)的含

2、量測定和活性評價方面顯示了獨特的優(yōu)勢。本論文針對食品安全中備受關注的沙丁胺醇殘留和伏馬毒素污染及農(nóng)產(chǎn)品中的酚類物質(zhì)抗氧化性能的檢測展開了系列研究，利用納米技術(shù)通過抗原抗體之間的特異性識別構(gòu)建了檢測沙丁胺醇和伏馬毒素的電化學生物傳感器，并測定了酚酸和查爾酮的含量及抗氧化活性。具體研究內(nèi)容如下：
　　1.基于納米材料和免疫識別構(gòu)建檢測沙丁胺醇的電化學生物傳感器
　　在這一部分中，我們通過沙丁胺醇（半抗原）和沙丁胺醇-BSA抗原與

3、抗體之間的競爭性免疫反應，利用多壁碳納米管和納米金的優(yōu)良導電性能，構(gòu)建了特異性檢測沙丁胺醇的電化學免疫傳感器，運用示差脈沖伏安法檢測了沙丁胺醇濃度。在1.5~35 ng mL-1范圍內(nèi)，電流差值（ΔI）與沙丁胺醇濃度對數(shù)值呈良好線性關系，其檢測限達到0.26 ng mL-1。結(jié)果表明，該傳感器具有較高靈敏度和精確度，且操作簡單，可運用于沙丁胺醇的現(xiàn)場檢測。
　　2.基于碳納米管修飾絲網(wǎng)印刷電極構(gòu)建檢測伏馬毒素的電化學生物傳感器

4、r>　　在這一部分中，我們采用一次性絲網(wǎng)印刷電極，利用碳納米管的優(yōu)良導電性能，基于抗原抗體的識別效應構(gòu)建了一種拋棄型的可用于伏馬毒素B1快速實時檢測的電化學免疫傳感器。與非可拋型電極相比，該傳感器所用電極在使用前無需預處理，避免了交叉污染，提高了批量檢測的精度和重現(xiàn)性。在優(yōu)化條件下，伏馬毒素的線性響應范圍為5.0~1000 ng mL-1，檢出限為1.5 ng mL-1，平均實際樣品回收率為93.05%。該傳感器展現(xiàn)了寬的檢測范圍，高的

5、靈敏度和精密度，有望對污染糧食和飼料中的伏馬毒素進行現(xiàn)場檢測。
　　3.蜂蜜中酚酸類物質(zhì)的電化學行為及其抗氧化性能研究
　　在此部分中，我們將電化學技術(shù)中循環(huán)伏安法和示差脈沖伏安法的優(yōu)勢相結(jié)合，對市場中10余種單花蜂蜜中酚酸類物質(zhì)的含量和抗氧化活性進行了定量分析。研究顯示，紫云英蜜酚酸含量最高，為57.22μg g-1；黃連蜜含量最低，為9.06μg g-1；且單花蜂蜜的抗氧化活性與酚酸類物質(zhì)含量之間呈現(xiàn)正相關：酚酸含量較高

6、的紫云英蜜和洋槐蜜的抗氧化活性也較高，酚酸含量較低的棗花蜜、黃連蜜和枇杷蜜的抗氧化活性也較低。此外，我們還采用經(jīng)典生物化學法（F-C法、DPPH脂質(zhì)清除率與FRAP法）研究了蜂蜜中酚酸的含量及抗氧化活性，并將電化學分析結(jié)果與之進行了比較和相關性分析。實驗表明，電化學檢測法與傳統(tǒng)測定法的抗氧化活性或者酚酸含量測定有所區(qū)別，但兩者之間均具有較高的相關性，這主要歸因于酚酸類物質(zhì)對不同方法敏感度的差異。前述結(jié)果表明了電化學技術(shù)可以用來測定酚酸含

7、量及其抗氧化活性，能夠?qū)σ苑铀釣橹饕煞值奶厣r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進行評估。
　　4.明日葉中查爾酮類物質(zhì)的電化學行為及其抗氧化性能
　　在運用超高效液相色譜質(zhì)譜法分析明日葉中10種主要查爾酮成分的基礎上，我們首先運用電化學技術(shù)檢測了明日葉植株不同部位的查爾酮含量及其抗氧化能力，研究顯示明日葉植株中，葉子部分的查爾酮含量最高，為839.55μM g-1。同時運用電化學方法檢測了查爾酮的重金屬螯合作用，結(jié)果表明查爾酮對三種重金屬離子（C

8、u2+，Pb2+和 Cd2+）均有不同程度的螯合作用；在中性或弱堿性條件下（pH7.0或8.0），查爾酮對Cu2+和Pb2+具有最強的螯合作用。此外，我們還采用光譜法、體外細胞實驗、大鼠腦出血模型體內(nèi)實驗證實了明日葉源查爾酮具有良好的抗氧化活性，可有效抵抗神經(jīng)元細胞的氧化損傷，明顯改善腦出血大鼠行為學，減輕腦水腫，改善出血區(qū)腦代謝水平，緩解出血引起的繼發(fā)性腦損傷。這些結(jié)果與電化學檢測結(jié)果高度一致，表明了電化學技術(shù)能夠用于評價查爾酮含量及