甲烷氧化菌素介導納米金合成可視化檢測奶粉中三聚氰胺

【摘要】：甲烷氧化菌能夠向周圍環(huán)境中釋放一種分子量僅為1200Da左右的熒光肽,稱為甲烷氧化菌素(Methanobactin, Mb),它由7個氨基酸以及包含硫酰唑酮生色團的特殊部分組成,通過2個氧唑N和2個硫酰S與銅高度絡合,Mb還可以和Au(Ⅲ)結(jié)合并將其還原為Au(0)。在有對苯二酚作為電子供體的條件下,Mb可以催化Au(Ⅲ)持續(xù)還原形成納米金。納米金的表面等離子體共振(SPR)效應使得其水溶液在500-600nm之問具有典型的特征吸收峰和肉眼可觀察到的特殊顏色(酒紅色或葡萄紫色),納米金的摩爾吸光系數(shù)是其它化合物的兒百甚至上千倍,納米金的上述特性使其廣泛應用于分析檢測。 近年來頻發(fā)的三聚氰胺中毒事件掀起了國內(nèi)外對三聚氰胺檢測的熱潮,美國FDA、歐盟和中國政府均對其安全限度進行了規(guī)定,成人乳制品規(guī)定為2.5ppm (USA),嬰幼兒奶粉為1ppm、其它乳制品為2.5ppm(中國)。但非法添加三聚氰胺的做法依然屢禁不止,因此三聚氰胺的檢測成為解決食品安全問題的一個關鍵環(huán)節(jié),除了使用高效液相色譜法、氣象色譜-質(zhì)譜法等檢測外,也有研究人員用金、銀納米粒子檢測三聚氰胺,從分散態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫奂瘧B(tài),通過顏色變化實現(xiàn)肉眼檢測,但該方法需要復雜的納米金、銀制備、保存、修飾過程,不易操作。 本論文在甲烷氧化菌素(Mb)介導納米金合成過程中可視化檢測三聚氰胺,對奶粉中不同濃度的三聚氰胺進行了檢測,考察了奶粉中幾種成分對檢測的干擾,計算了該方法的檢出限及三聚氰胺的加標回收率。研究結(jié)果如下： 1、對苯二酚的存在明顯促進Mb介導納米金的合成。納米金合成的最佳條件為：室溫,pH=5.3,摩爾濃度比分別為Mb:Au(Ⅲ)=0.5:1, HQ:Au(Ⅲ)=0.4:1,試劑加入先后順序為10-3M的甲烷氧化菌素500μL,10-ZM的氯金酸100μL,5×10-4M的對苯二酚800μ.L。納米金濃度會隨著時間的延長逐漸增大,直至反應完全,并對制備出的納米金溶液進行了紫外-可見吸收光譜(UV-vis)表征、透射電鏡(TEM)表征、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表征。結(jié)果表明：酒紅色的納米金溶液與葡萄紫色的相比,其共振吸收峰更窄,且向短波長方向移動(藍移),峰的對稱性更好,金粒子的直徑更小更均 形狀大多為球形,平均粒徑為13nm,而后者除了球形還有三角形、五邊形、六邊形,平均粒徑為32nm。合成的金納米粒子具有C=O、C-H、N-H、O-H伸縮振動峰,證明Mb結(jié)合在納米金表面。 2、通過UV-可見分光光度計的結(jié)果顯示,Mb溶液中加入1ppm(7.93μmol/L)的三聚氰胺后,會有效的抑制納米金的形成。檢測三聚氰胺的最佳條件為：室溫,pH=5.3,摩爾濃度比Mb:Au(Ⅲ)=0.7:1, HQ:Au(Ⅲ)=0.25:1,試劑加入先后順序為10-3M的Mb溶液700μL,10-2M的氯金酸100μL,5×10-4M的對苯二酚500μL,通過UV-可見光譜可檢測到濃度為0.1ppm(0.79μmol/L)的三聚氰胺。對含有0.01(0.079μmol/L)、0.05(0.4nmol/L)、0.08ppm (0.63μmol/L)的三聚氰胺時合成的納米金進行了紫外-可見吸收光譜(UV-vis)表征、透射電鏡(TEM)表征,結(jié)果表明：隨著三聚氰胺濃度的升高,納米金粒子的濃度減小,納米金粒子的聚集情況逐漸嚴重,直到0.08ppm時,溶液中已經(jīng)沒有單獨的納米金粒子存在,此時初步阻斷納米金合成,當濃度達到0.1ppm時徹底阻斷了納米金的形成。 3、檢測奶粉中三聚氰胺的最佳條件為：室溫,pH=5.3,10-3M的甲烷氧化菌素700μL,10-2M的氯金酸100μL,5×104M的對苯二酚500μL。實驗結(jié)果表明,三聚氰胺的濃度和與此濃度下納米金的吸收值之間存在良好的線性關系,肉眼定性檢測限為0.7ppm(5.55μmol/L),用UV-可見分光光度計在0.05-0.5ppm(0.4～3.96μmol/L)之間可以實現(xiàn)定量檢測,本方法檢出限D(zhuǎn).L=0.03ppm,即0.26μM,加標回收率在97～103%。通過分析UV-可見吸收光譜圖發(fā)現(xiàn),奶粉中Ca2+、Cl-、Fe3+、Mg2+、Na+、葡萄糖、乳糖、蔗糖、精氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、甘油、氰尿酸、尿嘧啶對納米金合成和三聚氰胺檢測不存在干擾,只有Vb12及Vc有微小影響。 【關鍵詞】：甲烷氧化菌素 納米金 三聚氰胺檢測 檢測限 影響因素
【學位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TS252.7;O657.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.1.1 甲烷氧化菌12
• 1.1.2 甲烷氧化菌素12-13
• 1.2 納米金的合成、表征13-16
• 1.2.1 納米金粒子的特性及制備13-14
• 1.2.2 納米金的生物合成14-15
• 1.2.3 納米金的表征方法15-16
• 1.3 納米金的應用16-20
• 1.3.1 納米金在生物標記分析中的應用16-18
• 1.3.2 納米金在食品檢測中的應用18-20
• 1.4 乳制品質(zhì)量安全現(xiàn)狀20-21
• 1.4.1 三聚氰胺的危害20
• 1.4.2 國內(nèi)外三聚氰胺檢測的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 論文的研究內(nèi)容及課題來源21-22
• 2 甲烷氧化菌素介導納米金的合成22-37
• 2.1 引言22
• 2.2 實驗部分22-23
• 2.2.1 實驗儀器與設備22-23
• 2.2.2 實驗試劑與材料23
• 2.3 實驗方法23-24
• 2.3.1 甲基彎菌IMV3011的發(fā)酵培養(yǎng)23-24
• 2.3.2 甲烷氧化菌素(Mb)的制備24
• 2.3.3 甲烷氧化菌素(Mb)的紫外-可見光譜表征24
• 2.4 納米金的制備24-27
• 2.4.1 甲烷氧化菌素(Mb)介導納米金的合成24-25
• 2.4.2 對苯二酚(HQ)的添加對甲烷氧化菌素(Mb)介導納米金合成的影響25
• 2.4.3 反應pH對納米金合成的影響25-26
• 2.4.4 試劑加入順序?qū){米金合成的影響26
• 2.4.5 甲烷氧化菌素(Mb)的濃度對納米金合成的影響26
• 2.4.6 對苯二酚(HQ)的濃度對納米金合成的影響26
• 2.4.7 反應時間對納米金合成的影響26-27
• 2.5 納米金的表征27-28
• 2.5.1 納米金的紫外-可見光譜(UV-vis)表征27
• 2.5.2 納米金的透射電鏡(TEM)表征27
• 2.5.3 納米金的傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表征27-28
• 2.6 結(jié)果與討論28-35
• 2.6.1 甲烷氧化菌素(Mb)的紫外-可見光譜表征28
• 2.6.2 甲烷氧化菌素(Mb)介導納米金的合成28-29
• 2.6.3 對苯二酚(HQ)的添加對甲烷氧化菌素(Mb)介導納米金合成的影響29-30
• 2.6.4 反應pH對納米金合成的影響30
• 2.6.5 試劑加入順序?qū){米金合成的影響30-31
• 2.6.6 甲烷氧化菌素(Mb)的濃度對納米金合成的影響31-32
• 2.6.7 對苯二酚(HQ)的濃度對納米金合成的影響32
• 2.6.8 反應時間對納米金合成的影響32-33
• 2.6.9 納米金的表征33-35
• 2.6.10 Mb介導納米金合成的機理35
• 2.7 本章小結(jié)35-37
• 3 Mb介導納米金檢測三聚氰胺方法的建立37-46
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗部分37-38
• 3.2.1 實驗儀器與設備37-38
• 3.2.2 實驗試劑與材料38
• 3.3 實驗方法38
• 3.3.1 甲基彎菌IMV3011的發(fā)酵培養(yǎng)38
• 3.3.2 甲烷氧化菌素(Mb)的制備38
• 3.4 三聚氰胺的檢測38-40
• 3.4.1 三聚氰胺對Mb介導納米金合成的影響38
• 3.4.2 甲烷氧化菌素(Mb)的濃度對檢測的影響38-39
• 3.4.3 對苯二酚(HQ)的濃度對檢測的影響39
• 3.4.4 不同濃度三聚氰胺的檢測39
• 3.4.5 反應時間對檢測的影響39-40
• 3.4.6 三聚氰胺存在時形成的納米金的UV-vis光譜及TEM表征40
• 3.5 結(jié)果與討論40-45
• 3.5.1 三聚氰胺對甲烷氧化菌素(Mb)介導納米金合成的影響40
• 3.5.2 甲烷氧化菌素(Mb)的濃度對檢測的影響40-41
• 3.5.3 對苯二酚(HQ)的濃度對檢測的影響41-42
• 3.5.4 不同濃度三聚氰胺的檢測42-43
• 3.5.5 反應時間對檢測的影響43
• 3.5.6 三聚氰胺存在時形成的納米金的UV-vis光譜及TEM表征43-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 4 Mb介導納米金合成在奶粉檢測三聚氰胺的應用46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 實驗部分46-47
• 4.2.1 實驗儀器與設備46-47
• 4.2.2 實驗試劑與材料47
• 4.3 實驗方法47-48
• 4.3.1 甲基彎菌IMV3011的發(fā)酵培養(yǎng)47
• 4.3.2 甲烷氧化菌素(Mb)的制備47
• 4.3.3 奶粉樣品的預處理47-48
• 4.4 奶粉中三聚氰胺的檢測48-49
• 4.4.1 奶粉中不同濃度三聚氰胺的檢測48
• 4.4.2 三聚氰胺檢出限的計算48
• 4.4.3 奶粉中多種潛在干擾因素的考察48-49
• 4.4.4 三聚氰胺加標回收率的計算49
• 4.5 結(jié)果與討論49-52
• 4.5.1 奶粉中不同濃度三聚氰胺的檢測49-50
• 4.5.2 三聚氰胺檢出限的計算50
• 4.5.3 奶粉中多種潛在干擾因素的考察50-52
• 4.5.4 三聚氰胺加標回收率的計算52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻55-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文62-63
• 致謝63

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