【摘 要】
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氯霉素（CAP）是一类广谱抗生素,因其抗菌效果好且价格低廉的特点被广泛用于畜牧养殖业。然而,CAP的不当使用会导致动物源性食品中CAP的残留,从而对人体造成肾损伤、再生障碍性贫血和白血病等严重的副作用。因此,加强对CAP准确,有效的检测,对保障食品安全和公众健康有着极其重要的意义。电化学分析技术具有选择性好,操作简便,响应速度快等优点,为传统实验室分析技术提供了一种有利的替代方案。本课题针对当前C
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氯霉素（CAP）是一类广谱抗生素,因其抗菌效果好且价格低廉的特点被广泛用于畜牧养殖业。然而,CAP的不当使用会导致动物源性食品中CAP的残留,从而对人体造成肾损伤、再生障碍性贫血和白血病等严重的副作用。因此,加强对CAP准确,有效的检测,对保障食品安全和公众健康有着极其重要的意义。电化学分析技术具有选择性好,操作简便,响应速度快等优点,为传统实验室分析技术提供了一种有利的替代方案。本课题针对当前CAP的检测现状,从高性能复合纳米材料的制备和传感器的构建策略两方面入手,设计出了三种高特异性的电化学适配体传感器用于CAP的高灵敏检测。主要研究工作如下:1.开发了一种基于聚乙烯亚胺（PEI）功能化g-C3N4/金纳米线（Au NWs）复合纳米材料和Rec Jf核酸外切酶信号扩增策略的无标记电化学适配体传感器用于检测CAP。首先采用水热合成法合成了超细Au NWs,通过PEI功能化g-C3N4合成了具有较大比表面积和优异导电性能的PEI-C3N4/Au NWs作为电极表面修饰材料,有效放大了电化学信号。通过共价键合在PEI-C3N4/Au NWs修饰电极上杂交互补DNA（c DNA）和CAP适配体（Apt）。当样本中无CAP存在时,由于信号探针分子[Fe（CN）6]3-/4-与Apt之间的静电排斥,相应的电流响应信号较低。在CAP和Rec Jf核酸外切酶存在下,CAP与Apt结合形成CAP-Apt复合物,Rec Jf核酸外切酶裂解CAP-Apt复合物并释放CAP,使其启动下一个杂交过程。此外,电极表面上剩余的c DNA也被Rec Jf核酸外切酶裂解,促使电流显著升高。在优化实验条件下,DPV响应信号与CAP浓度的在100 f M-1μM范围内呈线性关系,检测限为2.96 f M。同时,所制备的适体传感器具有优异的特异性,重现性和长期稳定性,成功应用于牛奶样品中CAP的检测,加标回收率为90.2～111.5%。2.为改善无标记电化学适配体传感器在检测过程中空白电流值较大的不利影响,同时为进一步提升其响应灵敏度,使用月桂酸作为调节剂,合成了具有额外孔隙空间和高封装效率的氨基化HP-Ui O-66,负载亚甲基蓝（MB）并标记适配体,合成了HP-Ui O-66/MB/Apt信号标签。通过原位生长法和层层滴加法制备出PDDA-Gr/Pt Pd@Ni-Co HNBs复合纳米材料作为电极修饰材料改善电极响应性能,构建出基于MOFs材料标记和双重信号放大策略的电化学适配体传感器用于CAP检测。在CAP存在下,设计好的双重循环扩增策略致使电极表面预先修饰的Capture DNA结合位点暴露,使得制备好的信号标签（MB/HP-Ui O-66/Signal DNA）得以通过碱基互补配对方式与Capture DNA结合从而产生信号响应。在优化实验条件下,结果表明构建的传感器具有较宽的线性范围（10 n M-10 f M）和较低的检测限（0.985 f M）,并拥有良好的特异性、重现性、长期稳定性,在其他常见食品污染物的干扰下也能发挥出良好的检测性能,并成功用于蜂蜜样品中CAP的检测,回收率为86.6～98.6%。本研究中采用的几种信号放大策略有效地提高了传感器的性能,为食品分析领域超灵敏电化学传感器的发展提供了新途径。3.考虑到双重扩增过程耗时过长,制备复杂且反应环境敏感的问题,通过引入DNA三螺旋分子开关（THMS）改进体外扩增过程,并使用DNAzyme代替生物酶构建信号放大策略,构建了基于PDDA-Gr/Ag@Au NSs与THMS触发的DNAzyme信号放大策略的电化学适配体传感器用于CAP检测。首先,制备的PDDA-Gr/Ag@Au NSs复合材料具有高比表面积,良好的导电性和分散性等优点,成功提高了电极的电化学性能。与CAP的特异性相互作用将导致DNAzyme探针片段从THMS中释放出来。之后DNAzyme将在Pb2+的存在下被激活,并特异性剪切固定在电极表面的信号标签。信号变化能够通过方波伏安法（SWV）记录,实现CAP的精准定量。通过琼脂糖凝胶电泳表征,得到THMS结构中拓展序列的最佳碱基长度为13 bp。基于最优条件,所提出的传感策略产生了令人满意的分析性能,线性范围在1 p M～1μM,检测限为18.6 f M。该电化学适配体传感器在其他抗生素存在的情况下对CAP表现出出色的特异性,并且能够抵抗其他常见离子的干扰。同时,将传感器应用于奶粉中CAP的检测也取得了令人满意的结果（回收率86.8～102.9%）。这种基于THMS的传感策略易于设计,简单地替换THMS中的适体序列就可以实现对不同目标物的检测,拥有很大的应用潜力。
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