论文总字数：13834字

摘 要

玉米赤霉烯酮是一种由镰刀菌分泌，广泛污染谷物类粮食作物的真菌毒素。其化学性质稳定，高温下难分解,且具有肝毒性和免疫毒性，严重威胁人类健康。因此建立快速、灵敏、准确的玉米赤霉烯酮检测方法对食品安全具有重要的意义。

比率型荧光探针不受外部环境的影响，不会因为环境的变化造成实验检测过程中不必要的误差，优越于传统的荧光探针，本项目拟以玉米赤霉烯酮真菌毒素为研究对象，分别以绿色CdTe QDs和红色CdTe QDs构建比率型荧光探针，通过DNA适配体的筛选，依靠DNA适配体与ZEN之间特异性的识别作用，建立高灵敏高选择性强的比率荧光法检测食品中玉米赤霉烯酮。

关键词：玉米赤霉烯酮；比率荧光探针；DNA适配体Ratio Fluorescent Probe for Detection of Zearalenone

Abstract

Zearalenone is a mycotoxin secreted by Fusarium that widely contaminates grain-based food crops. It is chemically stable, difficult to decompose at high temperatures, and has hepatotoxicity and immunotoxicity, which is a serious threat to human health. Therefore, the establishment of a rapid, sensitive and accurate detection method for zearalenone is of great significance for food safety.

The ratiometric fluorescent probe is not affected by the external environment, and will not cause unnecessary errors in the experimental detection process due to environmental changes. It is superior to the traditional fluorescent probe. This project is intended to study zearalenone mycotoxins. The ratiometric fluorescent probes were constructed with green CdTe QDs and red CdTe QDs respectively. By screening DNA aptamers, relying on the specific recognition between DNA aptamers and ZEN, a highly sensitive and highly selective ratio fluorescence was established. Method for detecting zearalenone in food.

Key words: zearalenone; ratio fluorescent probe; DNA aptamer

目录

摘要 I

Abstract II

目录 I

第一章 绪论 1

1.1玉米赤霉烯酮概述 1

1.1.1玉米赤霉烯酮简介 1

1.1.2玉米赤霉烯酮检测的重要性 2

1.2玉米赤霉烯酮检测研究进展 3

1.2.1玉米赤霉烯酮检测方法概述 3

1.2.2玉米赤霉烯酮检测方法 4

1.3比率荧光探针检测研究进展 6

1.3.1比率荧光探针概述 6

1.3.2比率荧光探针在生物传感领域的应用 6

1.4论文的研究意义和主要内容 8

第二章 比率荧光探针用于玉米赤霉烯酮的检测研究 9

2.1前言 9

2.2实验部分 10

2.2.1仪器与试剂 10

2.2.2绿色量子点的制备 11

2.2.3红色量子点的制备 11

2.2.4比率荧光探针的制备 11

2.3结果与讨论 13

2.3.1绿色量子点和红色量子点的紫外灯照片 13

2.3.2绿色量子点和红色量子点的紫外光谱 14

2.3.3绿色量子点和红色量子点的荧光光谱 15

2.3.4不同比例量子点混合制备的比率荧光探针的荧光光谱 16

2.3.5包硅绿色量子点的紫外光谱图和荧光光谱图 17

2.3.6包硅绿色量子点的红外光谱 19

2.3.7玉米赤霉烯酮适配体筛选 20

2.3.8玉米赤霉烯酮的紫外光谱 21

2.3.9绿色量子点对玉米赤霉烯酮荧光响应 22

2.4 结论与展望 23

参考文献 24

致谢 25

第一章 绪论

1.1玉米赤霉烯酮概述

1.1.1玉米赤霉烯酮简介

表1-1 玉米赤霉烯酮的简介

结构如下图1-1所示：

图1-1 玉米赤霉烯酮结构式

玉米霉变常常是因为在低温潮湿气候时赤霉烯酮产生，储存保管过程中环境过于潮湿也会加剧玉米霉变。ZEN之所以受到高度的关注，是因为在1999年期间，Plcinta等对世界上多个国家的玉米霉变毒素污染情况做了比较全面的调查研究，发现ZEN对大多地区的谷物和饲料都产生了不同程度的污染，并且近年来发现它的污染率在不断提高，并且污染的范围很广泛，其原因在于它的污染谷物介质分布非常广泛，几乎各类农作物中都含有ZEN。这样广泛的分布范围以及ZEN自身拥有的毒性严重影响了畜牧业的产量以及诱发人类的相关疾病，在经济上带来了巨大的损失。在农业行业中，ZEN分布在霉变的高粱、燕麦、玉米、小麦、大米等谷类农作物，其次为豆类及其相关豆类制品（玉米高效技术研究）,是世界上污染范围最广的镰刀菌毒素之一。不管是对牲口或者是人类，它都有极大的影响，它产生的影响被世界各国开始越来越重视，世界卫生组织的癌症研究机构将ZEN归类为I类致癌物,国际卫生组织和我国卫生部门将它列为强致癌物(采用)。因此早在2004年，各个地区对谷物饲料以及食品中ZEN含量做出了非常严格的规定。在人类食物标准中，巴西法国均标准为200 μg/kg,俄罗斯等九个国家规定标准为1000 μg/kg,欧盟共同体至今没有最大限量标准的设置。我国的粮食卫生标准中提出了小麦面粉，玉米以及其相应食用制品中ZEN含量不能超过60 μg/kg,而用来饲养的饲料中最大含量为500 μg/kg。

1.1.2玉米赤霉烯酮检测的重要性

ZEN是一种毒性极强的剧毒物质，其主要毒性表现为在生殖发育毒性，之所以表现为生殖发育毒性，是因为它的部分分子结构脊椎动物内源性雌激素相似，在动物体内，会起到类似于雌性激素的作用，比如说动物雌性化，在相关的家禽和猪实验中得到证实,并且各个对象中猪对它的毒性最为敏感，以猪为例，含量为0.1~0.15 mg/kg的ZEN就会引起母猪的生殖道炎症从而导致流产，有关的实验研究了ZEN对母犬子宫的影响，从中发现，尽管剂量非常的低，仅仅有75 μg/kg时，就能导致母犬子宫内膜腺体增生。而在有关的谷物饲料中含有1 mg/kg的ZEN引发动物的雌性激素亢进症，从而使动物产生明显的雌性化,还会对怀孕、排卵、受精、胎儿发育，新生动物生产力产生不利的影响。稍微更高的浓度50~100mg/kg时，就会导致动物的不孕或者流产，以及胎儿畸形等等生育方面的问题^[4]。ZEN不仅仅只是对家禽，对人体同样有很强的毒性,会使儿童发育早熟,诱导青春期不正常提前，对于男性可诱发睾丸癌、降低精液质量、尿道下裂等有关的生殖疾病。他不仅仅只是对生殖方面有毒性，还会降低人畜的免疫能力，从而导致其他疾病的产生，对肝肾功能也会造成显著的影响……

ZEN的毒性大，并且分布较广，对于ZEN中毒目前医学水平上仍然没有具体有效的治疗方法，所以要做好防毒措施，要把控好饲料的质量，注意饲料的储藏坏境，尽量杜绝有害霉菌的产生，已经发霉毁坏的饲料不再使用。除了做好预防的措施，最重要和直接的方向，就是不断研究优化检测ZEN的检测手段。

1.2玉米赤霉烯酮检测研究进展

1.2.1玉米赤霉烯酮检测方法概述

表1-2 玉米赤霉烯酮的检测方法

1.2.2玉米赤霉烯酮检测方法

高效液相色谱法（HPLC法）是检测谷物中的ZEN最为广泛的方法。它的灵敏度比较高,测量出的ZEN含量比较准确,检出限比较低，但是该方法的检测样品前处理步骤繁琐,样品ZEN需要参照GB/T 19540—2004进行提取，再重复进行离心，并在后续步骤中对溶液进行多次萃取，并精确调整pH值至5.5，得到的提取液还要进行甲醇水溶液淋洗并借助净化柱对其进行洗脱，最后还要用0.45 μm滤膜过滤。忽略样品前处理的复杂性，如果样品提取纯化的效果好,当然检测分析得到的结果肯定优于其他检测方法。但是事实是复杂的提取纯化方法费时费力，并且纯化效果差。对于灵敏度高的HPLC法又反而会对分析结果造成干扰，所以该方法缺点就是成本高，检测时间长，并且无法进行大批量的样本检测。

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