水溶性多色量子点的合成及其作为纳米荧光探针在蛋品安全检测方面的应用研究

【摘要】禽蛋作为最具营养价值的健康食品之一,在人类膳食结构中占有举足轻重的地位。禽蛋的微生物污染问题,尤其因禽蛋表面致病菌引发的食源性疾病事件一直是全世界关注的热点问题,所以急需快速、灵敏、安全、经济的分析检测技术以保障禽蛋的质量安全。利用量子点作为多色纳米探针,结合免疫分析的荧光分光光度法,具有检测速度快、灵敏度高、抗干扰强的优点,在生物学标记、化学检测、分子生物学等领域凸显出了优越的应用前景。本文查阅大量文献,改进了目前水相合成量子点的方法,以制备的量子点作为免疫荧光探针,建立食源性菌的分析检测方法,并初步应用于禽蛋以及其他食品安全检测中,以期为保障食品安全、检测食源性致病菌的研究提供思路。1、采用两步加碱法制备高质量水溶性CdTe/Cd(OH)2核壳结构量子点,通过控制碱液浓度和水浴时间控制量子点的尺寸大小、提高量子点的量子产率和稳定性,缩短合成时间。第一次加NaOH目的是提高量子点量子产率(2h内量子产率可达到83%)。第二次加NaOH目的是短时间内得到荧光发射波长范围广(504nm到605nnm)的量子点。相比于传统的近红外量子点加热回流法,第二次加碱不仅极大地减少了时间成本,更使大尺寸的量子点维持着相对高的量子产率。实验采用透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线粉末衍射、紫外-可见分光光度法、荧光分光光度法等分析检测手段,对制备的量子点进行表征。结果表明,通过两步加碱合成的量子点荧光发射波长范围广,性质稳定,放置三个月后荧光强度基本不变。这些优良的光化学特性将有利于其在分析检测领域发挥作用。2、基于量子点荧光标记的灵敏性以及免疫反应的专一性,对量子点进行抗体免疫,制备出具有特异性的量子点免疫荧光探针,从而建立快速灵敏检测禽蛋表面的肠炎沙门氏菌的方法。实验在最佳检测条件下,检测到的肠炎沙门氏菌的线性范围宽(102-107CFU/mL),相关系数高(R2=0.9958),最低检测限为102CFU/mL,体现出来良好的选择性及灵敏度。实验将本方法应用在鲜鸡蛋、盒装鸡蛋以及保洁蛋的蛋壳表面沙门氏菌的检测,并以国标法做参照,显示出了高度的准确性、可靠性和可行性。实验结果表明鲜鸡蛋表面最容易感染沙门氏菌,具有极大的安全隐患,而盒装鸡蛋以及保洁蛋经过清洗杀菌等处理后,蛋壳表面的致病菌大大减少。3、筛选出三种不同发射波长的、光谱独立的多色量子点(发射波长为504nm,557nm和604nm)分别与肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗体偶联,得到三种免疫荧光探针,基于抗体与菌体之间的特异性结合而引发的荧光信号的改变,实现快速同步检测三种食源性菌。三种菌的检测线性范围分别为肠炎沙门氏菌3.21×102-4.81x106CFU/mL,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的线性范围分别为3.42×102-5.13x106CFU/mL和2.03×102-3.04x106CFU/mL。三种检测方法的相关系数均大于0.9,最低检测限达到102CFU/mL,相比于其他同类的检测方法,本方法最低检测限低1到2个数量级。实验将此方法应用于9种食品样品的检测,结果显示,本方法具有很强的抗干扰能力,在复杂的食品基质的影响下能呈现良好的检测结果。4、量子点优异的光学特性不仅体现在多色同步检测的应用上,还可与新的技术如荧光共振能量转移相结合,实现更灵敏更高效的检测。本章以肠炎沙门氏菌免疫后的绿色量子点作为能量供体,肠炎沙门氏菌抗体的二抗免疫的橙色量子点作为能量受体,建立了荧光能量共振转移体系,并用于超灵敏检测禽蛋表面沙门氏菌。当沙门氏菌浓度在75-5.01x105CFU/mL时,能量受体的荧光强度随着菌数的增多而规律性下降。实验最低检测限低至10CFU/mL,充分说明了荧光共振能量转移体系在超灵敏检测方面的优势。将本实验方法初步应用于新鲜鸡蛋、盒装鸡蛋以及保洁蛋表面沙门氏菌的检测,结合本文第三章的结果推测,目前市面上食用安全性最高的是保洁蛋,蛋壳表面经过检测没有沙门氏菌。而鲜脏蛋则非常容易遭受沙门氏菌的污染。
【作者】王蓓蓓；
【导师】蔡朝霞；
【作者基本信息】华中农业大学，农产品加工及贮藏工程，2014，硕士
【关键词】量子点；尺寸可调谐；荧光免疫；食源性菌；同步检测；鸡蛋；荧光共振能量转移体系；

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