基于石墨烯材料的黄曲霉毒素液相色谱检测方法研究

【摘要】黄曲霉毒素是一类由真菌（主要为黄曲霉菌和寄生曲霉菌）产生的高毒次生代谢产物，以高毒性和强致癌性著称，早在1993年黄曲霉毒素B1就被世界卫生组织（WorldHealthOrganization,WHO）的癌症研究机构认定为1类致癌物。自然界中，黄曲霉毒素的产毒菌株分布广泛，因此，黄曲霉毒素广泛存在于玉米、花生、大米、植物油脂等农产品中，严重威胁农产品消费安全。近年来，世界各国设置了严格的限量标准来保障农产品质量安全，对黄曲霉毒素检测方法的要求也越来越高。因此，新型快速的黄曲霉毒素检测方法研究就变得尤为重要。在众多黄曲霉毒素的分析方法中，样品前处理仍然被认为是整个分析过程里，一个非常重要且需要重点研究的环节，尤其是对于复杂样品，它甚至成为制约整个分析过程的决定性因素。农产品中黄曲霉毒素的含量极低，加之很多农产品含油量高，基质复杂，这些都进一步增加了前处理的难度。本研究针对以上迫切需要解决的样品前处理难题，将新型纳米材料——石墨烯及其衍生物应用于黄曲霉毒素的检测研究中，并建立了基于新材料萃取的黄曲霉毒素液相色谱检测方法，为农产品中黄曲霉毒素污染监测提供了技术支撑。本论文的主要研究内容和创新点如下：1.成功研制出三种石墨烯纳米材料，并对其形貌和结构进行分析。以石墨粉为原料，经化学氧化制备出氧化石墨烯，合成的氧化石墨烯呈绸缎状，厚度在0.8~1.1nm之间，片层大小在0.1~2μm之间。进一步通过两种合成方式，制备出氧化石墨烯-二氧化硅复合材料，SEM分析表明，氧化石墨烯被成功包覆在二氧化硅纳米颗粒上，并将小颗粒的二氧化硅颗粒聚集，一定程度上起到粘合剂作用。通过在氧化石墨烯的分散溶液中引入铁基前驱物，采用溶剂热法一步还原，制备出有磁性的石墨烯-四氧化三铁复合材料。XRD和SEM的结果表明，直径在100nm的四氧化三铁磁珠被均匀附着在了石墨烯的片层上。2.研究探明了氧化石墨烯对黄曲霉毒素B1的吸附性能，并建立了利用氧化石墨烯作为吸附剂的食用植物油中黄曲霉毒素B1脱除方法。研究发现，黄曲霉毒素B1在氧化石墨烯上的吸附平衡时间为4h，最大吸附容量为62.5ng/mg。氧化石墨烯不仅可以吸附黄曲霉毒素B1，还可以吸附黄曲霉毒素B2。氧化石墨烯对植物油脂样品中黄曲霉毒素的实际吸附率在97.8~98.8%之间，说明其可以用于实际植物油样品中黄曲霉毒素的脱除。3.通过优选氧化石墨烯，建立了基于氧化石墨烯萃取花生中黄曲霉毒素HPLC检测方法。新方法评价结果表明，四种黄曲霉毒素的检出限在0.08~0.65μg/kg之间，定量限在0.25~2.0μg/kg之间,在检测范围内表现出良好的线性相关性，相关系数在0.99217~0.99995之间，花生样品中四种黄曲霉毒素的加标回收率在85.1~100.8%之间，相对标准偏差在2.1~7.9%之间，证明本方法适用花生实际样品检测。4.创建了氧化石墨烯-二氧化硅复合材料的黄曲霉毒素SPE前处理技术，研究建立了与之配套的黄曲霉毒素HPLC检测方法，并成功用于大米和玉米粮油产品黄曲霉毒素检测中。新方法检测的四种黄曲霉毒素在0.5~50μg/kg的范围内均具有良好的线性，其相关系数在0.99956~0.99994之间，检出限在0.05~0.5μg/kg之间，定量限在0.2~2.0μg/kg之间。5.针对植物油基质粘性大，萃取材料固液相难分离的缺陷，成功建立了以石墨烯-四氧化三铁复合材料作为萃取材料的植物油中黄曲霉毒素MSPE的前处理方法与配套HPLC检测方法。该方法黄曲霉毒素B1的检测范围在0.85~51μg/kg之间，检出限为0.85μg/kg；黄曲霉毒素B2的检测范围相对较大，在0.22~66.99μg/kg之间，检出限为0.22μg/kg。方法中黄曲霉毒素B1和B2的定量限分别为2.64μg/kg和0.66μg/kg。
【作者】喻理；
【导师】李培武；
【作者基本信息】中国农业科学院，农产品质量与食物安全，2014，博士
【关键词】黄曲霉毒素；氧化石墨烯；纳米复合材料；固相萃取；高效液相色谱；

【参考文献】
[1]韩威.压缩域音频指纹及其鲁棒性研究[D].广东工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[2]王丹.光伏发电系统效率优化问题的研究[D].北京交通大学,2009.
[3]郭秉昊,褚娴文.以淀粉和氧化石墨烯为原料研制新型锂离子电池负极材料[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第37分会：能源纳米科学与技术[C].中国化学会:,2014:1.
[4]范向增.风沙环境下水平轴风力机的气动特性研究[D].兰州理工大学,流体机械及工程,2014,硕士.
[5]周蕾蕾.初中信息技术教学中优化情境导入的应用[D].山东师范大学,教育,2012,硕士.
[6]高岩.混合式单轴太阳自动跟踪系统的建模仿真与设计[D].华侨大学,电气工程（专业学位）,2014,硕士.
[7]方鹏飞.论国际商事仲裁证据规则及其确定与适用[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[8]李骏嵘.海底管道的可靠度设计方法及施工程序编制[D].浙江大学,结构工程,2004,硕士.
[9]李丹丹.吡啶类杂化材料的设计合成、晶体结构及非线性光学性质研究[D].安徽大学,材料工程,2013,硕士.
[10]魏小涛.在线自适应网络异常检测系统模型与相关算法研究[D].北京交通大学,2009.
[11]唐爱民.三相混合式步进电动机细分驱动系统的研究与实现[D].福州大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[12]杨洪勇,郭雷,张玉玲,姚秀明.复杂分数阶多自主体系统的运动一致性[J].自动化学报,2014,03:489-496.
[13]胡恩荣.铁路电务站段安全风险管理研究[D].西南交通大学,交通运输工程,2013,硕士.
[14]申元霞,王国胤.粒子群优化算法的概率特性分析及算法改进[J].控制与决策,2011,06:816-820+825.
[15]查浩.e-Learning2.0成熟度模型的构建及其在物业网络培训平台的应用研究[D].北京林业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[16]康健.中国食品安全微博舆论研究[D].渤海大学,新闻学,2014,硕士.
[17]陈小青,刘觉民,黄英伟,付波.采用改进人工鱼群优化粗糙集算法的变压器故障诊断[J].高电压技术,2012,06:1403-1409.
[18]程德.蛇形臂机器人视觉定位导航技术研究[D].北京信息科技大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[19]李硕.城市土地调控政策与房地产市场的关联性分析[D].北京交通大学,2014.
[20]杨东玲.利用手机短信和因特网促进母乳喂养的社区干预研究[D].复旦大学,儿少卫生与妇幼保健学,2012,硕士.
[21]曹菲菲.海德格尔美学思想中的真理观研究[D].西北大学,美学,2013,硕士.
[22]陈涓.语文课程资源的开发和利用[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[23]张柳伟.miR395调节油菜（Brassica napus）耐镉功能的研究[D].南京农业大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[24]脱艳丽.论我国食品安全犯罪刑法规制的立法完善[D].中南民族大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[25]衡欣.TGF-β1、CTGF在增殖性糖尿病视网膜病变患者血清中的表达及意义[D].郑州大学,眼科学,2013,硕士.
[26]杨萍萍.教育类学术论文摘要的概念语法隐喻分析[D].华中师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[27]刘伟.现代企业的客户关系管理[J].中山大学学报论丛,2001,02:76-80.
[28]徐占.基于DSP技术的配电变压器监测终端的研制[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2003,硕士.
[29]张鹏.基于FPGA的CPCI接口数据译码系统设计与实现[D].东北大学,计算机应用技术,2010,硕士.
[30]张丽.幼儿教育课程改革研究[D].山东师范大学,学科教学论,2003,硕士.
[31]汪永光.错误信念认知加工中的知行分离现象及其神经机制研究[D].浙江大学,2013.
[32]范卫锋.分形理论在岩石力学中的应用[D].武汉理工大学,2005.
[33]郭金花.青少年主观幸福感、自尊、自我控制与网络成瘾的关系研究[D].吉林大学,社会医学与卫生事业管理,2014,硕士.
[34]王丹妮,边玉敬.5.001MHz低噪声综合器的研制[J].宇航计测技术.1991(05)
[35]乔叶.晋西北抗日根据地的社会教育[D].山西师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[36]杨柳.关联理论背景下的广告语仿拟现象研究[D].东北师范大学,语言学及应用语言学,2012,硕士.
[37]乔亚丽.基于物联网的备品备件管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[38]左玉平.万历援朝战争期间登州军事作用与地位研究[D].山东大学,中外关系史,2013,硕士.
[39]周国田.论诉讼时限在司法实践中的价值[D].吉林大学,法律,2003,硕士.
[40]沈家洛.营养液管理方式和氮素形态对NFT栽培生菜生长和烧边发生的影响[D].南京农业大学,蔬菜学,2012,硕士.
[41]马天虎.北京时林电脑公司营销创新研究[D].大连理工大学,工商管理,2003,硕士.
[42]褚海英.飞轮电池及其混合磁悬浮控制系统的研究[D].北京交通大学,2009.
[43]闫燕.我国高校高水平运动队发展的实证研究[D].上海体育学院,体育教育训练学,2014,博士.
[44]涂志亮,王强,沈毅.一种目标监测的移动传感器网络覆盖分布式优化算法[J].控制与决策,2012,09:1353-1358.
[45]师生波,贲桂英,赵新全,韩发.增强UV-B辐射对高山植物麻花艽净光合速率的影响[J].植物生态学报,2001,05:520-524.
[46]鲁海强.2007-2011年烧伤患者细菌分布及耐药性分析[D].广西医科大学,烧伤整形外科（专业学位）,2013,硕士.
[47]刘秀玲.海峡两岸国际经济与贸易专业培养方案比较研究[J].世界教育信息,2014,05:64-67.
[48]卜晨晖.会议交替传译中理解的影响因素及应对策略[D].广东外语外贸大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[49]李长海.曲面式集油器内部流道结构的优化研究[D].大连海事大学,船舶与海洋工程,2013,硕士.
[50]廖斌.黏性土的土压力计算理论研究[D].浙江大学,岩土工程,2013,硕士.