2,4-二氯苯氧乙酸完全抗原和抗体的制备

 以小分子环境污染物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为半抗原,牛血清蛋白(BSA)为载体蛋白,通过与水溶性碳化二亚胺(EDC)的偶联反应,合成适当结合比、性能良好的2,4-D完全抗原,并制备了2,4-D的多克隆抗体.完全抗原合成方法为:在pH6、0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中进行偶联反应,2,4-D的最终浓度控制为12mg/mL,于4℃条件下反应18h,EDC的加入量控制在6～9mg之间.以结合比为16:1的完全抗原免疫新西兰白兔,获得了效价达到6.55×106兔抗血清.抗血清稀释2000倍,剂量-反应曲线在2,4-D浓度为0.5～2000mg/L的范围内线性度最好,相关系数R=0.9946.抗血清稀释8000和16000倍,2,4-D的检测范围为8μg/L～125mg/L,线性相关系数R分别为0.9352和0.9655.经过免疫检测条件的优化,制备的抗血清可以用于饮用水中2,4-D的检测.     

检测2,4-D的一次性安培型免疫传感器

2,4-D是广泛使用的除草剂,以2,4-D为检测目标,研究了安培型免疫传感器.首先采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为交联剂制备2,4-D与BSA以及PLL的偶联物.用结合比1∶16的2,4-D与偶联物制备兔抗血清.免疫传感器的制备包括2个步骤,使用丝网印刷工艺制备一次性碳电极,然后通过戊二醛交联在电极表面固定2,4-D与多聚赖氨酸(PLL)的偶联物.待测水样与2,4-D抗血清和HRP酶标二抗进行间接免疫竞争反应.在HRP酶在邻苯二胺和H₂O₂的共同作用下发生酶促反应,检测还原电流以反映2,4-D的浓度.试验了不同浓度抗血清和酶标二抗对检测信号的影响,结果表明,2,4-D的检测下限达到1.69ng/mL,线性区间1.69～30 000ng/mL,适合饮用水中2,4-D的检测要求.     

环境监测仪器设备

X853200603195检测2,4-D的一次性安培型免疫传感器/蔡强…(清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室)∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2005,26(6).-169~172环图X-5以2,4,-D为检测目标,研究了安培型免疫传感器。首先采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为交联剂制备2,4-D与BSA以及PLL的偶联物。用结合比1∶16的2,4-D与偶联物制备兔抗血清。免疫传感器的制备包括2个步骤,使用丝网印刷工艺制备一次性碳电极,然后通过戊二醛交联在电极表面固定2,4-D与多聚赖氨酸(PLL)的偶联物。待测水样与2,4…     

呋喃丹多克隆抗体的制备与初步应用

以呋喃丹为原料,在强碱性(pH>12)下水解生成呋喃酚,与对硝基苯氯甲酸酯和6-氨基己酸反应,合成呋喃丹半抗原,即6-［［(2,3-二氢-2,2-二甲基-7-苯并呋喃基氧)羰基］氨基］己酸(BFNH). 通过活性酯法将半抗原与载体BSA偶联制备的呋喃丹人工免疫抗原免疫家兔获得了抗呋喃丹多克隆抗体,免疫抗原BFNH-BSA和包被抗原BFNH-OVA的结合比分别为18∶1和5∶1.采用辛酸-硫酸铵二步沉淀法纯化兔Ⅱ抗体,抗体最高效价为5.12×106,重、轻链分子量分别约为55和22 ku.通过间接竞争ELISA鉴定抗体质量,测得在10-7～0.01 mg/mL范围内,抑制率与标准农药浓度的线性关系显著,呋喃丹残留最低检测限为10-7 mg/mL,与5种结构相似的氨基甲酸酯类的交叉反应率低于10%. 并初步应用于果蔬样品呋喃丹残留的快速检测.      

微囊藻毒素完全抗原的研制

为研制通用性微囊藻毒素（Microcystins,MCs）完全抗原,首先选用硫醇盐将微囊藻毒素氨基衍生化,利用戊二醛两步法合成完全抗原,戊二醛的两个醛基分别与微囊藻毒素和牛血清白蛋白上的氨基发生反应,形成稳定的Schiff碱,从而达到微囊藻毒素的完全抗原化。结果显示,偶联比在3～18：1,平均偶联比为8：1,可作为下一步免疫的完全抗原使用。     

微囊藻毒素-LR完全抗原的设计及制备

从偶联位点、偶联剂、载体蛋白和偶联步骤等分析出发,设计了微囊藻毒素-LR (Microcystin-LR ,MC-LR)完全抗原的制备方法.在半抗原分子第7位氨基酸分子上引进1个自由的氨基;再用戊二醛2步法将此中间产物(H₂N-etMC-LR)分别与BSA和OVA偶联.中间产物和偶联产物分别经固相萃取和透析纯化后,经SDS凝胶电泳、紫外扫描及生物质谱技术鉴定,结果表明MC-LR与BSA的平均偶联比能达到5以上,满足了进一步免疫的要求.     

一种基于SPR的2,4-D检测技术

利用表面等离子共振(SPR)技术,建立了一种快速定量检测2,4-D(2,4-Dichlorophenoxyaceti Acid)的方法。将制备好的2,4-D-BSA抗原偶联到表面等离子共振芯片表面,检测了芯片表面抗原结合抗体的稳定性,利用免疫竞争抑制原理构建标准曲线,并利用二抗Ig G进行信号放大,提高检测灵敏度。结果表明:制备的芯片信号稳定,20个循环相对标准偏差(RSD)为2.27%;最低检测浓度为1 ng/m L,通过Ig G信号增强检测灵敏度提高到0.05 ng/m L。     

平面波导型荧光免疫传感器的研究

研究开发了一种光学免疫传感器——平面波导型荧光免疫传感器系统,建立了传感基片的化学修饰和配基固定化方法,并应用该系统检测了环境小分子污染物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).结果表明,检测系统对荧光标记抗体的检测限达到0.01μg/mL.传感基片基本不对蛋白质产生非特异性吸附,而对目标污染物抗体具有很强的特异性响应,采用pH1.9、2mg/mL的胃蛋白酶溶液作为活化剂活化传感基片时,基片连续测定20个周期后性能没有明显下降,具有良好的稳定性.在间接竞争免疫检测模式下得到了检测2,4-D的标准曲线,曲线符合Logistic方程.2,4-D的检测下限为2.0μg/L,定量检测区间为5.0～3000μg/L,满足饮用水中2,4-D的检测要求.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的脱氯降解

采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4投加量、溶液pH和温度等因素对2,4-D降解率的影响.结果表明,纳米Fe3O4对2,4-D有显著的降解效果,初始浓度为10 mg/L的2,4-D, 48 h内降解率可达48%.纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程,反应体系中氯离子浓度随2,4-D浓度降低而升高.LC/MS分析表明,2,4-D降解的主要产物是苯酚,其他中间产物是2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-CP)和2-氯苯酚(2-CP).溶液中2,4-D的降解符合准一级反应动力学,产物4-CP、2,4-DCP和苯酚的反应速率常数K分别为0.0043、0.0026和0.0032 h -1.环境条件对降解效率有显著影响,2,4-D初始浓度在0～10 mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300 mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大;pH对2,4-D的脱氯降解有显著影响,在pH为3.0时,纳米Fe3O4对2,4-D的还原脱氯效果最好;温度升高,可以提高脱氯反应速率.     

不同系统pJP4质粒介导基因强化降解2,4-D效应研究

以携带pJP4质粒的基因工程菌Pseudomonas putida SM1443∷gfp2x(pJP4∷dsRed)为供体菌,考察了pJP4质粒在4种纯菌中的转移效应;并分别针对活性污泥、生物膜、颗粒污泥和河流沉积物系统,通过实验室小试实验考察了该基因工程菌对不同系统目标污染物2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）的强化降解效应.结果表明,该基因工程菌中的pJP4质粒能够以广泛的微生物细胞为受体菌发生水平转移;向活性污泥、生物膜、颗粒污泥和河流沉积物系统加入一定量的基因工程菌,对2,4-D的降解都能够产生明显的促进作用.对于活性污泥系统（2,4-D初始浓度为450 mg/L）,强化与对照系统反应143.5　h时2,4-D去除率分别为66％和54％;对于生物膜系统（2,4-D初始浓度为180　mg/L）,强化与对照系统在反应113　h时对其去除率分别为99％和61％;对于颗粒污泥系统（2,4-D初始浓度为160　mg/L）,强化系统2,4-D在62　h接近完全去除,而对照系统66　h去除率仅为26％;对于沉积物系统（2,4-D初始浓度为2　mg/L）,强化与对照系统344　h去除率分别为93％和69％.激光共聚集扫描显微（CLSM）分析揭示并证实了不同基因强化系统接合子的形成与存在.     

Development of indirect competitive fluorescence immunoassay for 2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether using DNA/dye conjugate as antibody multiple labels

An indirect competitive fluorescence immunoassay using a DNA/dye conjugate as antibody multiple labels was developed on 96-well plates for the identification and quantification of 2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) in aqueous samples. A hapten, 2,4,2′-tribromodiphenyl ether-4′-aldehyde, was synthesized, and was conjugated to bovine serum albumin to form a coating antigen. Specific recognition of the antigen by anti-PBDE antiserum was confirmed by a surface plasmon resonance measurement. In the immunoassay, the coating antigen was adsorbed on a 96-well plate first, and a sample, antiserum and biotinylated goat anti-rabbit secondary antibody were then added and reacted sequentially. A biotinylated, double-stranded DNA with 219 base pairs was attached to the secondary antibody by using streptavidin as a molecular bridge. In situ multiple labeling of the antibody was accomplished after addition of a DNA-binding fluorescent dye, SYBR Green I. The working range of the immunoassay for the BDE-47 standard was 3.1-390 μg/L, with an IC₅₀ value of 15.6 μg/L. The calculated LOD of the immunoassay is 0.73 μg/L. The immunoassay demonstrated relatively high selectivity for BDE-47, showing very low cross-reactivity (< 3%) with BDE-15, BDE-153 and BDE-209. With a spiked river water sample containing 50 μup g/L BDE-47, quantification by the immunoassay was 41.9 μg/L, which compared well with the standard GC-ECD method (45.7 μg/L). The developed immunoassay provides a rapid screening tool for polybrominated diphenyl ethers in environmental samples.     

质粒基因强化活性污泥系统对2,4–D的降解

以携带质粒pJP4[含编码2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D)降解功能的基因片段]的基因工程菌Pseudomonas putida SM1443::gfp2x (pJP4::dsRed)为供体菌,通过半连续流实验研究了质粒基因强化对活性污泥系统的2,4-D的降解效应及菌群结构的影响.结果表明,以初始浓度约为320mg/L的2,4-D为唯一碳源,向活性污泥系统投加携带pJP4质粒的基因工程菌P. putida,运行初期,降解促进作用不明显;随着半连续流反应的进行,促进作用显著增强.与对照系统相比,降解速率之差最高为6.67mg/(L·h).从基因强化系统中筛选到1株占有优势的接合子,经鉴定为Alcaligenes sp.::pJP4. Alcaligenes sp.本身不具备降解2,4-D的能力,获得质粒pJP4后,对2,4-D降解能力大幅度提高,与野生型2,4-D高效降解菌Bacillus sp.相当. PCR-DGGE分析表明,在受到2,4-D冲击条件下基因强化的活性污泥系统较对照系统保持了相对更加稳定的菌群结构.     

碳气凝胶的制备及其对极性农药的吸附性能

以机械球磨联合TEMPO氧化对木浆纤维进行预处理,并通过高温热解制备碳气凝胶,对其形貌、元素组成、比表面积、孔径结构以及表面官能团进行表征分析,并以阳离子型吡虫啉（IMI）和阴离子型2,4-D为目标物评价其吸附性能.结果表明：经机械球磨联合TEMPO氧化改性显著增加碳气凝胶的孔和表面C=O官能团含量、比表面积及极性,降低其片层厚度和芳香性,其表面积可达2631m²/g.碳气凝胶对IMI和2,4-D的吸附均符合Freundlich模型.IMI在碳气凝胶上的主要吸附机制为阳离子/p/π-π电子供体-受体相互作用、氢键、孔填充作用、静电吸引作用等,而静电排斥作用是抑制2,4-D吸附的主要因素,且IMI和2,4-D最高吸附量分别可达437和286mg/g.因此,通过机械球磨联合TEMPO氧化改性制备碳气凝胶在吸附去除水体有机污染物领域具有潜在应用价值.     

微囊藻毒素-LR多克隆抗体的制备

通过对新西兰大白兔免疫自制的微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)完全抗原BSA-MC-LR,获得了质量较好的抗MC-LR的多克隆抗体,间接ELISA表明抗体的效价能达到1.5×10⁵;固定包被抗原OVA-MC-LR,采用间接竞争ELISA测定水体中的微囊藻毒素,标准曲线表明对水样中MC-LR的检测下限为10ng/L,线性区间为30ng/L·3μg/L,能满足对饮用水和地表水中MC-LR的检测要求.     

碳源变化对降解2,4-D的好氧颗粒污泥性能及形态的影响

在长期运行的序批式生物反应器(SBR)中,考察了以葡萄糖和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为混合碳源培养的好氧颗粒污泥在转换为2,4-D唯一碳源废水后,其形态、结构及对目标污染物去除功能的变化.结果表明,基质转换为2,4-D单一碳源后,好氧颗粒污泥仍保持了对目标污染物高效的去除能力.当进水2,4-D浓度为361～564mg/L,其去除率为99.2%～100%,COD平均去除率达到85.6%.混合碳源向2,4-D单一碳源转换对原好氧颗粒结构产生一定破坏作用,使其发生部分解体,粒径由513μm下降到302μm.但好氧颗粒污泥良好的耐负荷冲击使其保持了颗粒主体,通过一段时间适应调整后能够重新聚集生长,最终获得能够利用2,4-D为唯一碳源生长并具有良好沉降性(SVI20～40mL/g)的好氧颗粒污泥,粒径为489μm.扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明,混合碳源转向单一碳源使好氧颗粒生物相丰富度降低.     

RGO/TiO2光催化降解2,4-二氯苯氧乙酸研究

通过Hummers法及紫外光/热还原工艺制得还原氧化石墨烯(RGO),采用溶胶-凝胶-煅烧法,以RGO和钛酸酊脂为前驱体制备出RGO/TiO2光催化复合材料,并利用XRD、FT-IR等对其进行了表征.对RGO/TiO2光催化降解性能的研究发现,复合光催化剂RGO/TiO2对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的光催化降解活性显著优于纯TiO2,并且发现负载量和pH值对光催化降解性能有较大的影响:RGO/TiO2投加量为1.2g·L~(-1)、RGO负载量2%、pH为3、初始浓度为50 mg·L~(-1)反应12 h,2,4-D去除率达到98.75%;2,4-D降解率随着RGO/TiO2投加量的增大先增大后减小;RGO/TiO2对2,4-D的降解为脱氯还原和催化氧化过程,产生氯酚、苯酚等中间产物.