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        銀納米粒子比色傳感器法測(cè)定食品及水樣中雙酚A

        2018-05-14 08:59:55顧翔源張瑞姜峰賈睿王軍朱穎越
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年34期

        顧翔源 張瑞 姜峰 賈睿 王軍 朱穎越

        摘要 [目的]研究一種基于銀納米粒子聚集使體系顏色發(fā)生改變的原理,建立新的生物傳感器檢測(cè)食品中的雙酚A。[方法]采用檸檬酸還原法合成銀納米粒子并修飾核酸適配體。雙酚A 與核酸適配體結(jié)合發(fā)生變構(gòu)效應(yīng)導(dǎo)致銀納米粒子聚集,其特征峰以及顏色發(fā)生變化,研究體系特定波長(zhǎng)吸光度比值與雙酚A濃度的變化關(guān)系。[結(jié)果]在最佳優(yōu)化條件下,該比色法在質(zhì)量濃度為0.50~50.00 ng/mL呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢出限為0.3 ng/mL。將該檢測(cè)體系應(yīng)用于BPA類(lèi)似物的檢測(cè),特異性較好。[結(jié)論]該方法對(duì)食品中雙酚A的檢測(cè)有一定的應(yīng)用前景。

        關(guān)鍵詞 銀納米粒子;鹽誘導(dǎo);核酸適配體;雙酚A

        中圖分類(lèi)號(hào) TB487文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611(2018)34-0179-02

        雙酚A(BPA),是一種重要的化工有機(jī)原料,苯酚和丙酮的衍生物,用于合成環(huán)氧樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂、聚碳酸酯等高分子材料,也用于增塑劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑等化工產(chǎn)品。然而最受關(guān)注的是雙酚A對(duì)于人類(lèi)的影響[1-2],它可通過(guò)各類(lèi)食品包裝材料、奶瓶、水杯、餐具,甚至是最常見(jiàn)的水滲入人體,作為一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物造成人中樞、生殖、心血管系統(tǒng)的癌變[3-4]。為了保證食品及水樣的安全,對(duì)其中BPA殘留檢測(cè)方法的研究具有重大意義。

        目前,環(huán)境水樣中BPA的檢測(cè)方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法[5-7]、酶聯(lián)免疫法[8]、分光光度法、熒光法、電化學(xué)法等[9-12]。這些方法在準(zhǔn)確度上雖然有一定優(yōu)勢(shì),但由于樣品前處理時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)儀器要求高、操作復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)成本高,一種新型快速有效的雙酚A檢測(cè)方法亟待被開(kāi)發(fā)。

        自從BPA對(duì)應(yīng)的核酸適配子被篩選出來(lái)后,相較于免疫學(xué)測(cè)定方法,核酸配子具有抗體的特異性和敏感性,合成方法比抗體更加簡(jiǎn)單,在許多相關(guān)文獻(xiàn)中已有利用BPA核酸適配子檢測(cè)BPA的記錄[13-15]。筆者利用鹽對(duì)銀納米粒子的誘導(dǎo)聚集效應(yīng),利用具有特異性的單鏈DNA、鹽、BPA之間的相互作用,構(gòu)建一種新型生物傳感器,靈敏高效地檢測(cè)食品及水樣中雙酚A的含量。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)試劑 硝酸銀(AgNO3)、二水合檸檬酸三鈉(C6H5Na3O7·2H2O)、氯化鈉(NaCl)、三羥甲基氨基甲烷(Tris)均為分析純,購(gòu)買(mǎi)于江蘇強(qiáng)盛功能化工股份有限公司;BPA及其類(lèi)似物,分析純,購(gòu)買(mǎi)于上海百靈威科技;試驗(yàn)用水均為超純水。BPA核酸適配子ssDNA,其序列為5-CCGGTGGGTGGTCAGGTGGGATAGCGTTCCGCGTATGGCCCAGCGCATCACGGGTTCGCACCA-3,購(gòu)買(mǎi)于上海生工公司。

        1.2 試驗(yàn)儀器 UV-2450型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),日本島津公司;旋渦振蕩器,美國(guó)ScientificIndustries公司;密理博超純水儀,北京普析通用公司。

        1.3 銀納米粒子溶液的合成

        將100 mL超純水配制的0.01% AgNO3溶液裝入錐形瓶中,加入磁力攪拌子,置于恒溫電磁攪拌器上加熱,沸騰持續(xù)2 min后迅速加入2.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的檸檬酸三鈉溶液,繼續(xù)攪拌加熱至溶液變?yōu)榈S色,生成銀納米粒子,繼續(xù)加熱10 min后停止加熱,攪拌使其冷卻至室溫,放置在4 ℃環(huán)境中貯存?zhèn)溆谩?/p>

        配制過(guò)程中所用磁力攪拌子、玻璃器皿等均預(yù)先以王水浸泡過(guò)夜。

        1.4 試驗(yàn)原理

        銀納米粒子在鹽誘導(dǎo)下會(huì)發(fā)生聚集,引起明顯體系吸光度的改變。具有負(fù)電性磷酸骨架的特定結(jié)構(gòu)的ssDNA可以通過(guò)靜電吸引結(jié)合在銀納米粒子表面,使銀納米粒子分散,而且ssDNA與雙酚A反應(yīng)形成變構(gòu)效應(yīng),其間結(jié)合力大于DNA與銀納米表面的電荷吸附效應(yīng)。當(dāng)體系中NaCl與ssDNA比例恰好維持銀納米平衡時(shí),其吸光度保持不變,在加入BPA后,ssDNA從銀納米粒子上剝離下來(lái)與BPA結(jié)合,使銀納米粒子暴露在鹽環(huán)境中,繼而在鹽誘導(dǎo)下,銀納米粒子發(fā)生不同程度聚集,溶液顏色改變,由黃色變?yōu)榛疑?,吸光度隨著B(niǎo)PA濃度改變而改變,銀納米粒子特征峰位置和強(qiáng)度發(fā)生變化?;谶@個(gè)原理,設(shè)計(jì)出一種新型生物傳感器應(yīng)用于BPA的檢測(cè)。

        1.5 試驗(yàn)方法 向2 mL離心管中加入150 μL用緩沖液(20? mmol/L ThrisHCl,pH 7.4)配制的ssDNA溶液(終濃度為8 nmol/L),再加入1 200 μL銀納米粒子溶液混勻,室溫放置過(guò)夜后,加入NaCl溶液(終濃度為40? mmol/L),混勻后加入100 μL不同濃度的BPA,總定容為1 500 μL,室溫放置3 min,在波長(zhǎng)300~700 nm掃描其吸光光譜。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 試驗(yàn)條件的優(yōu)化

        影響試驗(yàn)結(jié)果的因素包括NaCl濃度和ssDNA濃度,確定兩者最適濃度可以確定檢測(cè)方法的最佳結(jié)果。在銀納米溶液中加入不同濃度的NaCl溶液,引起銀納米粒子的聚集,使得A608/A418值不同。由圖1可知,當(dāng)控制NaCl體系濃度在40 mmol/L時(shí),A608/A418值最大,銀納米粒子聚集程度最大。繼續(xù)增加濃度,比值幾乎不變。在此基礎(chǔ)上,同理,可測(cè)得ssDNA體系濃度為8 nmol/L時(shí),A608/A418值最小,銀納米粒子分散程度最大。由此可知,NaCl和ssDNA最佳濃度分別為40 mmol/L和8 nmol/L。

        2.2 BPA標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

        在試驗(yàn)條件最優(yōu)的情況下,利用建立的傳感器檢測(cè)不同濃度梯度的BPA溶液(0.01、0.50、1.00、5.00、10.00、20.00、50.00、100.00 ng/mL),利用分光光度計(jì)對(duì)體系吸光度進(jìn)行測(cè)量。從圖2~3可看出,隨雙酚A濃度變化,溶液A608/A418值呈現(xiàn)上升趨勢(shì),且在BPA濃度為0.50~50.00 ng/mL呈現(xiàn)出線性變化,線性方程為 Y =0.146+0.013 4 X,線性相關(guān)系數(shù)為0.998 ?檢測(cè)限可達(dá)0.30 ng/mL。

        2.3 特異性分析

        為了排除其他類(lèi)似物對(duì)雙酚A檢測(cè)的干擾,取BPA類(lèi)似物雙酚B(BPB)、雙酚C(BPC)、己烯雌酚(DES),利用建立的傳感器進(jìn)行測(cè)量。在4種物質(zhì)濃度都為相同濃度(50 ng/mL)時(shí)掃描吸光度,結(jié)果如圖4,通過(guò)比較分析,除了雙酚A體系顏色由黃色變?yōu)榛疑?,且吸光度比值變化較大,其他體系幾乎沒(méi)有變化。

        2.4 實(shí)際樣品的檢測(cè)

        為測(cè)試建立的傳感器的實(shí)際應(yīng)用效果,利用純凈水加入不同量的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)品制成不同濃度的樣品,用此法檢測(cè)樣品中BPA含量。由表1可知,測(cè)量的回收率為96%~106%,表明該方法可以用于水中雙酚A的檢測(cè)。

        3 結(jié)論

        基于一定鹽濃度導(dǎo)致銀納米粒子聚合而使得吸光度發(fā)生較大變化和具有優(yōu)異特性的核酸適配子,建立一種能快靈敏地檢測(cè)水樣中雙酚A的比色傳感器。在優(yōu)化條件下,定量定性檢測(cè)結(jié)果較好,并具有高選擇性和特異性。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比,此方法快速、靈敏、操作方便,有較好的應(yīng)用前景。

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