1、 基于石墨烯材料之黄曲霉毒素液相色谱检验策略概述-毕业范文论文第一章 引 言1.1 研究背景1960 年 6 月，英国东南部地区一农场 10 万只火鸡突然死亡，即：“火鸡 X 病”事件。后经研究证实，中毒原因是火鸡食用了受黄曲霉污染的花生饼饲料(Nesbitt, OKelly et al. 1962)。该类物质后根据其被命名为黄曲霉毒素(Lillehoj, Fennell et al. 1976)。黄曲霉毒素（Aflatoxin, AFT）主要是由黄曲霉菌和寄生曲霉菌产生的一组含有二氢呋喃环结构的剧毒和强致癌的次生代谢产物(Creppy 2002)。作为细胞增殖过程中所形成的次级代谢产物，黄曲
2、霉毒素并非单一的一种化合物，而是结构相似的一类剧毒化合物。1963 年，美国麻省理工学院 Bchi 教授团队研究确定了黄曲霉毒素的化学结构(Asao, Bchi et al. 1965)。黄曲霉毒素的基本化学结构为一个双呋喃环和一个氧杂萘邻酮（香豆素）(Ayres, Lee et al. 1971)。因为具有相似的化学结构，黄曲霉毒素在紫外光的照射下均能发出强烈的特殊荧光。黄曲霉毒素由其发射的荧光颜色不同而分为 B 族和 G 族两大类：在紫外光 365 nm 照射时，B 族黄曲霉毒素所发射荧光波长为 425 nm（蓝色荧光），G 族黄曲霉毒素为 450 nm（黄绿色荧光）(Asao, Bchi
3、 et al. 1965，管迪 2011)。迄今为止已经发现的黄曲霉毒素有 20 多种，自然界通常存在的污染农产品及食品的黄曲霉毒素主要有六种，分别是黄曲霉毒素 B1（Aflatoxin B1，AFB1）、黄曲霉毒素 B2（Aflatoxin B2，AFB2 ）、黄曲霉毒素 G1（Aflatoxin G1，AFG1 ）、黄曲霉毒素 G2（Aflatoxin G2，AFG2 ）、黄曲霉毒素 M1（ Aflatoxin M1，AFM1 ）和黄曲霉毒素 M2（Aflatoxin M2， AFM2）（张道宏 2011）。其中，AFM1 和 AFM2 是人类或哺乳动物摄入黄曲霉毒素 AFB1 和 AFB
4、2 后经过体内循环代谢产生的，最初在动物的乳汁中发现，主要存在于动物的代谢产物中，如尿液和排泄产物(Stubblefield andShannon 1974)。几种常见黄曲霉毒素的结构图参数见表 1.1。1.2 黄曲霉毒素分析的样品制备技术在黄曲霉毒素的分析方法中，样品预处理是一个非常重要且需要重点研究的环节，尤其是对复杂样品，它甚至成为影响整个分析方法的瓶颈。农产品中黄曲霉毒素的含量极低，加之不少农产品有很高的含油量及复杂的基质，这些都进一步增加了分析难度。因此在分离分析之前建立一种有效的提取和富集方法十分重要。黄曲霉毒素的提取是分析方法建立的基础，在农产品中，黄曲霉毒素主要还是被结合在水溶
5、性组织上，且分布非常不均匀并被包埋在种子内部，这些都给提取工作增加了一定的难度（刘昭 2012）。根据黄曲霉毒素理化性质，它无色、无嗅、无味，易溶于丙酮、氯仿、甲醇、乙腈和二甲基甲酞胺等溶液，而在水、己烷、石油醚等溶液中溶解度极低，在水中的饱和浓度为 10 mg/L -20mg/L。为了提高提取效率，同时避免农产品中的脂肪和蛋白质等物质影响后续的分析，通常采用多种溶剂混合提取黄曲霉毒素，例如甲醇、乙腈、乙醇、丙酮及它们和水的混合溶剂或氯仿和苯乙腈等。在提取方式上有超声波、振荡和均质等方法。不同学者进行了黄曲霉霉素最优提取方法的研究。靳学敏等(靳学敏 2011; 靳学敏 2011)研究蚕豆中黄曲
6、霉毒素 B1 的提取方法，发现甲醇浓度为 49.90%50.35%，提取时间为 6.096.22 min，超声波提取功率为 95.2%97.1% 能达到最大提取效果。胡竹行等(胡竹行 2014)发现大曲中黄曲霉毒素 B1 的提取条件在甲醇浓度为 55 %（V/V），提取时间为 25 min，提取功率为 200arcano, Kosynkin et al. 2010)。图 2.1 为氧化石墨烯的制备示意图及直观图。具体步骤如下：（1） 取浓盐酸溶液 240 mL，加水稀释至 1L，配制成 10%质量比的盐酸溶液，待用。（2） 取 1L 烧杯，加入一个磁力搅拌子。用量筒量取 360 mL 浓硫酸，
7、加入其中，再量取浓磷酸 40mL，倒入加入浓硫酸的烧杯中，将烧杯放置于磁力搅拌器上，使溶液混合均匀，配制体积比为 9:1 的硫酸与磷酸混合溶液 400 mL。注意：硫酸与磷酸混合溶液配制时，会缓慢放热，故要室温持续搅拌待溶液放热完毕，再进行下一步。（3） 称取鳞片石墨烯 3.0 g，加入配制好的硫酸与磷酸混合溶液中，室温搅拌 30 min，确保石墨能均匀分散在溶液中。（ 4） 高锰酸钾粉末在玻璃研钵中磨细，然后称取 18.0 g，分批缓慢加入上述溶液中。因为高锰酸钾和强酸会大量放热，所以建议上述反应在冰浴条件下进行，并且高锰酸钾加入量一次控制在 1.0 g 左右，加入过程持续 4060 min
8、。第三章 氧化石墨烯对黄曲霉毒素 B1 的吸附性能研究.373.1 前言. 373.2 材料. 383.2.1 实验试剂与药品.383.2.2 实验仪器与耗材.383.3 方法. 393.3.1 黄曲霉毒素检测方法.393.3.2 氧化石墨烯对黄曲霉毒素 B1 的吸附实验. 403.3.3 氧化石墨烯对植物油中黄曲霉毒素的脱除实验.413.4 结果与分析. 423.5 本章小结. 47第四章 基于氧化石墨烯萃取花生黄曲霉毒素. 494.1 前言. 494.2 材料. 504.3 方法. 504.4 结果与分析. 534.5 本章小结. 60第五章 氧化石墨烯-二氧化硅复合材料固相萃取.625.
9、1 前言. 625.2 材料. 635.3 方法. 635.4 结果与分析. 665.5 本章小结. 74第六章 基于石墨烯-四氧化三铁复合材料磁固相萃取的植物油脂中黄曲霉毒素 HPLC 分析方法6.1 前言石墨烯及其衍生物被广泛作为吸附剂萃取和富集的各种物质，涵盖的范围从生物大分子(Liu,Shi et al. 2012)到污染物小分子等几十种。Tang(Tang, iao et al. 2011; iao et al. 2012; Yang, Luo et al. 2012; Liu, Yang et al.2013)、重金属(Chang, Song et al. 2012; a et a
10、l. 2013; Wang, Han et al. 2013)、拟除虫菊酯类农药(Chen, Zou et al. 2010)、邻苯二甲酸酯(Wu, Hong et al. 2013)、酚类(Zou, Song et al. 2011)、孔雀石绿及其代谢物(Chen, Lu et al. 2013)、磺胺类兽药(Luo, Shi et al. 2011)。结论黄曲霉毒素是迄今为止，农产品消费安全研究领域中发现的毒性最强、危害最大的一类真菌毒素，对其检测方法的研究是控制黄曲霉毒素研究的关键技术支撑和污染监测的重要抓手。目前的检测方法在前处理方面仍然有很大的提升空间。石墨烯及其衍生物作为新兴的纳米材料，其在环境危害物的检测中有广泛的应用，但是在真菌毒素，特别是黄曲霉毒素的检测应用研究国内外还未见报道。本论文首次对基于石墨烯及其衍生物的黄曲霉毒素检测方法进行系统研究，具体内容如下：以鳞片石墨为原料制备了水溶性氧化石墨烯溶液。以氧化石墨烯溶液为原料，成功制备了氧化石墨烯-二氧化硅复合材料和具有磁性的石墨烯-四氧化三铁复合材料。并对三种材料进行了基本的结构与形貌的表征，为发展基于石墨烯纳米材料的黄曲霉毒素检测方法的建立提供材料保障。
