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目的:构建适合中药麦芽中赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)现场快速、准确、经济、灵敏检测新技术,以实现中药麦芽中OTA污染情况的现场监测,保障中药麦芽的质量与安全,促进中药麦芽及其加工品的国际贸易发展;同时,为完善中药中真菌毒素限量标准的制定提供理论依据。方法:(1)采用金电极为工作电极,构建“基于竞争模式的免标记电化学适配体传感器”应用于中药麦芽中OTA的检测:通过形成Au-S键,将适配体互补链(complementary DNA,cDNA)固定于金电极表面,适配体通过与cDNA杂交进行固定;考察传感器最佳组装条件;采用电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)方法表征传感器的组装过程;分析OTA的线性检测范围、检测限(limit of detection,LOD)和传感器特异性,评价传感器性能;测定OTA在中药麦芽中的加标回收率,考察传感器的准确性;检测10批自然污染中药麦芽中的潜在OTA,评估传感器在中药麦芽中的实用性;采用超快速液相色谱串联质谱(ultra-fast liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UFLC-MS/MS)方法对 10批样品的检测结果进行确证。(2)采用一次性丝网印刷碳电极(screen-printed carbon electrode,SPCE),构建“基于功能化多壁碳纳米管(functionalized multi-walled carbon nanotubes,f-MWCNTs)的电化学适配体传感器”应用于中药麦芽中OTA的检测:通过浓硝酸酸化,使MWCNTs表面进一步羧基化;采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)分析MWCNTs羧基化前后表面官能团;通过滴涂的方法将 Nafion-f-MWCNTs 固定;采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对修饰电极的形貌进行表征;采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)活化法,将f-MWCNTs与链霉亲和素(streptavidin,SA)偶联;通过生物素-链霉亲和素系统偶联SA与适配体;考察传感器的最佳组装条件;采用(differential pulse voltammetry,DPV)方法表征传感器的组装过程;分析OTA的线性检测范围、LOD及传感器的重复性、特异性和稳定性,评价传感器性能;测定中药麦芽中OTA的加标回收率,考察传感器的准确性;检测10批中药麦芽中的潜在OTA,评价传感器的实用性;采用UFLC-MS/MS方法对10批样品的检测结果进行确证。(3)采用SPCE,构建“基于纳米金的免标记电化学适配体传感器”应用于中药麦芽中OTA的检测:采用电还原HAuCl4方法,原位合成纳米金(gold nanoparticles,AuNPs);通过Au-S键固定适配体探针;采用SEM对修饰电极的形貌进行表征;采用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和X-射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)方法对修饰电极表面元素进行分析;采用DPV方法考察传感器的最佳组装条件;采用EIS方法表征传感器的组装过程;分析OTA的线性检测范围、LOD及传感器的重复性、特异性,评价传感器性能;测定中药麦芽中OTA加标回收率,考察传感器的准确性;检测10批中药麦芽中的潜在OTA,采用UFLC-MS/MS方法对10批样品的检测结果进行确证。(4)采用SPCE,构建“基于Nafion-MWCNTs/金纳米爆米花的电化学适配体传感器”应用于中药麦芽中OTA的检测:通过滴涂的方法将Nafion-MWCNTs固定在电极表面;采用电还原HAuCl4方法合成金纳米爆米花;通过Au-S键固定适配体探针;采用SEM对修饰电极的形貌进行表征;采用XPS对修饰电极表面元素进行分析;采用DPV方法考察传感器的最佳组装条件;采用CV和EIS方法表征传感器的组装过程;考察OTA线性检测范围、LOD以及传感器的重复性和特异性,评价传感器性能;测定中药麦芽中OTA加标回收率;检测10批中药麦芽中的潜在OTA;采用UFLC-MS/MS方法对10批样品的检测结果进行确证。结果:(1)成功构建了“基于竞争模式的免标记电化学适配体传感器”。传感器最佳组装条件为:cDNA浓度2.0 μM,孵育时间为2 h;OTA线性检测范围为0.05 ng/mL-10 ng/mL,LOD为0.05 ng/mL;所构建的传感器检测OTA灵敏度高、特异性强;中药麦芽中OTA加标回收率为74.8%-105%,相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)为8.86%~13.09%;传感器应用于10批自然污染的中药麦芽,检测出1批为阳性(含有OTA),OTA含量为3.18 ng/mL,经UFLC-MS/MS确证,该批麦芽为阳性,检测结果与传感器方法结果一致。(2)成功构建了“基于f-MWCNTs的电化学适配体传感器”。FT-IR图谱表明MWCNTs进一步羧基化后,表面COOH-基团增多;SEM图像显示裸SPCE表面的碳材料有突起的小颗粒,为碳电极放大的形貌,无其它特殊结构特征,f-MWCNTs呈“面条状”均匀分布于电极表面;传感器最佳组装条件为:f-MWCNTs浓度为0.5 mg/mL,Nafion浓度为0.2%,适配体浓度为2μM;OTA线性检测范围为0.005~10 ng/mL,LOD为0.005 ng/mL;所构建的传感器检测OTA灵敏度高、特异性强、重复性好,且具有较高的稳定性;中药麦芽中OTA加标回收率为78.2%-96.8%;10批中药麦芽经传感器检测均不含OTA,经UFLC-MS/MS确证,结果与传感器方法检测结果一致。(3)成功构建了“基于纳米金的免标记电化学适配体传感器”。SEM图像显示AuNPs粒径均一,均匀分布于电极表面;CV曲线和Au 4f XPS谱图进一步证明AuNPs的成功合成;P 2p XPS谱图证明适配体成功偶联于AuNPs修饰电极表面;传感器最佳组装条件为:HAuCl4浓度为6 mM,电沉积时间为300 s,适配体浓度为4μM;OTA线性检测范围为0.001 ng/mL~5 ng/mL,LOD为0.001 ng/mL;所构建的传感器检测OTA灵敏度高、特异性强、重复性好;中药麦芽中OTA加标回收率为90.4%~108.7%;10批中药麦芽经传感器检测均不含有OTA,经UFLC-MS/MS确证,结果与传感器方法检测结果一致。(4)成功构建了“基于Nafion-MWCNTs/金纳米爆米花的电化学适配体传感器”。SEM图像显示MWCNTs呈“面条状”均匀分布在电极表面,金纳米颗粒呈爆米花形貌,均匀分布于Nafion-MWCNTs修饰电极表面;Au 4f XPS谱图进一步证明AuNPs的成功合成;P 2p XPS谱图证明适配体成功偶联于金纳米爆米花修饰电极表面;传感器最佳组装条件为:Nafion浓度为0.1%,电沉积时间为300 s,MWCNTs浓度为1.0 mg/mL,适配体浓度为2μM;OTA检测线性范围是0.001 ng/mL~10 ng/mL,LOD为0.001 ng/mL;所构建的传感器检测OTA灵敏度高、特异性强、重复性好;中药麦芽中OTA加标回收率为89.8%~95.7%;10批中药麦芽经传感器检测均为阴性,经UFLC-MS/MS确证,结果与传感器方法检测结果一致。结论:本研究成功构建了 4种电化学适配体传感器,应用于中药麦芽中OTA的快速、准确、超灵敏检测,所建立的4种传感器新方法具有高特异性、重复性、稳定性和准确性,LOD 分别为:0.05 ng/mL、0.005 ng/mL、0.001 ng/mL、0.001 ng/mL;线性范围分别为:0.05 ng/mL~10 ng/mL、0.005~10 ng/mL、0.001 ng/mL~5 ng/mL、0.001 ng/mL~10 ng/mL。其中,基于Nafion-MWCNTs/金纳米爆米花的电化学适配体传感器表现出最优的传感性能。所建立的适配体传感器实现了中药麦芽中OTA的批量快速检测,为中药麦芽中OTA的现场快速检测以及完善中药中真菌毒素限量标准的制定提供了理论依据。