文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
纳米尺度光化学传感器的制备及其在食品安全检测中的应用
姓名:迟虹
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:张忠平
20100501
摘要光化学传感器例如比色、表面增强拉曼化学传感器等因其选择性好、灵敏度高、检测方便等优点而备受化学研究者的青睐,因而得到飞速发展。比色传感器可以不借助任何昂贵的仪器设备而直接用肉眼观察;拉曼传感器具有能够给出被分析物指纹信息等特点。本文在制备纳米尺度光化学传感器的基础上,实现对人类健康构成威胁的非法食品添加剂矍璋和食品中农药残留的简单、快速、选择性检测。用金纳米粒子的表面等离子共振吸收光谱实现对牛奶中以增加假蛋白含量为目的而添加的微量三聚氰胺进行选择性可视化检测:在此基础上,结合光子晶体具有特殊的光学带隙的特点,设计贵金属纳米粒子的聚集体一光子晶体,用于表面增强拉曼散射检测食品中的农药残留。诎被牍蠼鹗艚鹉擅琢W拥那缀托裕剿髁吮壬ǚㄑ≡裥约觳馊聚氰胺的化学传感器。由于三聚氰胺的多个氮原子可以交联金纳米粒子,形成聚集体,引起金纳米粒子的紫外吸收光谱红移,从而确立三聚氰胺浓度与金纳米粒子吸收峰红移的关系,实现定量检测。实验中发现单纯的柠檬酸钠稳定的金纳米粒子体系呈酒红色,在咳矍璋反嬖谙略分钟内便由酒红色变到紫红色。为了优化实验条件,加入大浓度的盐6越鹉擅琢W颖砻娴哪酸钠进行剥离,优化实验条件,以便微量的三聚氰胺可以接近金纳米粒子表面。优化条件下在纯水中可以检测到娜矍璋罚⑶叶越峁估嗨莆镉泻芎玫选择性。在牛奶加入回收产物中可以无干扰的检测到娜矍璋贰J迪至牛奶中非法添加剂三聚氰胺的简单、快速、可视化检测。诒砻嬖銮坷馄椎难≡裥裕舾行裕图觳庀藓湍芄桓鲋肝信息等特点,本文提出通过物理共沉积制备大规模金反蛋白石材料的方法,首先利用表面带负电荷的尺寸均匀的聚苯乙烯微球和表面带正电荷的金纳米粒子之间的静电作用进行自组装,再由自下而上自组装生长的方法构造金纳米粒子的蛋白石结构,然后溶解微球得到高度有序的纳米尺度金的反蛋白石结构。根据贵金属纳米粒子对吸附于其表面的分子具有增强拉曼散射信号的性质,用拉曼探针分子对氨基苯硫酚、罗丹明对所合成衬底的增强特性进行表征。最后用这种稳定的芯片实现对食品中农药残留如类除草剂的表面增强拉曼光谱的快速简单检测。关键词:食品安全比色光化学传感器表面增强拉曼光谱传感器
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第一章绪论目前食品中非法添加剂一三聚氰胺的检测方法和技术引言近年来食品安全事件频发,例如毒狗肉杌,瘦肉精嗡峥寺特罗盏ず焓录矍璋纺谭郏窘茸甲胺膦录拇ǔ啥夹路薄彭州个别泡菜械形贰⒐ひ笛蔚扔卸尽⒂泻ξ镏,金华三家火腿械畏鹊龋现匚:α巳嗣竦纳硖褰】怠緇】。年拢拦⑸硕嗥鸪栉镏卸舅劳鍪录C拦称芬┢饭芾砭值查表明:导致中毒的原因是宠物视频中掺杂了三聚氰胺【俊月,中国爆发了三鹿奶粉事件,导致食用了受污染的奶粉的婴儿患上肾结石,其原因也是奶量来估算蛋白质含量的【浚5鞍字屎课プ笥遥矍璋返暮A课%左右,因此被不法商用来做食品添加剂,以提升蛋白石的含量。三聚氰胺因此也被称为“蛋白精H矍璋返难嵌拘允匝楸砻鳎锸秤萌矍璋肥称泛三聚氰胺的急性毒理研究表明,大鼠口服三聚氰胺后全部死亡的最大剂量为因此,如何快速准确的分析食品和饲料中三聚氰胺成为了食品企业、食品管食品安全的另一个重要方面是农药残留。农药在食品、水质和土壤中的残留,对人体具有慢性毒性。现代医学证明,在所有致癌因素中环境因素占%。其中,有毒化学物质污染占%,有机物占%以上,很多合成农药具有“三致”峦变、致畸、致癌拘浴D壳埃铡⒔饕约昂颖钡鹊氐牡叵滤幸逊⑾钟辛六六、乙草胺、阿特拉津、杀虫双等农药的残留。这些事件在引起社会广泛关注的同时也使公众对农产品和食品的安全感明显下降。因此发展先进的食品中有害物质和农药残留的快速、敏感的检测器材成为社会发展的必须。化工行业通常采用苦味酸法和升华法测定人工合成三聚氰