用于诺氟沙星现场灵敏检测的便携式智能手机赋能荧光传感技术

通过融合激光诱导荧光原理和光纤传感原理,集成全光纤光学系统、微型化流动进样系统、高灵敏微型光电探测系统和基于智能手机的APP软件,研制了用于水中抗生素现场快速灵敏检测的便携式智能手机赋能荧光生物传感器.以喹诺酮类抗生素诺氟沙星(NOR)为例,在优化条件下,该荧光生物传感器对NOR的检测限可达0.35μg/L,线性检测范围为1.6～20.6μg/L.所建立的NOR检测方法也被用于各种水样的NOR加标回收检测,其回收率为85%～120%,检测时间少于15min,表明其可以用于实际样品中NOR的现场灵敏快速检测.结合物联网等新兴技术,可根据设定的程序将检测结果直接上传环境监测监管中心,为实现水环境安全的监测预警和应急监测提供重要技术支持.     

基于平面波导传感器的恩诺沙星与诺氟沙星同时检测方法

为了实现对于环境中抗生素恩诺沙星与诺氟沙星的同时快速灵敏检测,本研究基于间接竞争免疫反应模式及荧光全内反射原理,以本课题组自主研发的平面波导生物传感器为平台,建立了恩诺沙星和诺氟沙星的同时快速检测方法.通过对抗体浓度、pH及钙离子浓度的优化,提高了检测方法的灵敏度,结果表明,恩诺沙星的检测限为0.34μg·L~(-1),诺氟沙星的检测限为0.14μg·L~(-1).在单物质检测的基础上,首次实现了基于平面波导传感器的两种抗生素同时检测,检测周期仅15 min,检测限为0.06μg·L~(-1).本研究从理论上分析了同时检测时检测限下降、灵敏度提高的原因,为利用生物传感器法同时检测抗生素提供了理论指导及技术支撑.     

酶联免疫吸附分析法测定水样中的毒死蜱

自制了毒死蜱多克隆抗体,考察了离子强度和甲醇含量对抗原抗体竞争反应的影响,对反应体系进行了优化,最终建立了水样中毒死蜱的残留检测ELISA方法。结果表明,毒死蜱对抗体竞争性结合的I50为76.8μg/L,方法检出限为5.2μg/L。河水样品经简单前处理后分别采用ELISA和GC测定,用ELISA方法测得水样中毒死蜱的添加回收率为93.40%～102.1%,C.V为4.04%～5.18%,在水样中的最低检出浓度为0.08μg/L,检测灵敏度远高于GC,符合农药残留检测的要求。     

氧化硫硫杆菌固定化菌球制备及其耦合填料去除H2S

以海藻酸钠(SA)为包埋载体,对氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)进行固定化制备菌球,优化菌球制备条件,在生物滤塔内验证其对H₂S的去除能力.以前期驯化获得的富含硫系恶臭降解微生物菌群的污泥为菌源进行生物滤塔填料筛选,耦合A.thiooxidans菌球和填料进行生物除臭.结果表明,优选的固定化条件为:SA浓度3.0%､吸附剂CNT､A.thiooxidans菌悬液与混合液比例20%､CaCl₂浓度4.0%､改性剂己二胺溶液,获得的菌球机械强度､传质性能､硫氧化能力最好.将A.thiooxidans菌球填装于生物滤塔,H₂S最大去除率和去除能力为70%和1.06g H₂S/m³·h.以混合挂膜方式进行填料挂膜后,在聚氨酯泡沫､活性碳布和陶粒中优选出最佳填料活性碳布,获得H₂S最大去除率和去除能力为88%和0.84g H₂S/m³·h.以混合填装方式将A.thiooxidans菌球与活性碳布填装于生物滤塔,获得H₂S最大去除率和去除能力为86%和1.00g H₂S/m³·h.     

应用AFS-2202型双道原子荧光光谱仪联合测定水样中微量As、Se

应用AFS-2202型双道原子荧光光谱法研究了联合测定水样中微量Se、As的方法.研究了酸度、NaBH4 浓度、栽气流速、原子化器高度等条件对检出限及精密度的影响.在优化条件下,对硒、砷的检出限分别位0.16μg/L和0.12μg/L.本方法具有操作简便.快速、基本干扰少、灵敏度高等优点,可用于水样中As、Se的联合测定.     

P&T-GC-MS联用技术测定地下水中挥发性有机污染物

建立了PT-GC-MS联用技术测定地下水中卤代烃、单环芳烃、氯代苯和萘等29种挥发性有机物(VOCs)的分析方法,通过对吹扫捕集条件、气相色谱条件和质谱条件等进行优化,并将优化后方法用于实际水样中VOCs的检测。结果表明:选用9#捕集阱、高纯氦气下吹扫11min,可将目标化合物捕集完全,解析时间为1.0min时可脱附完全;DB-624色谱柱(30m×0.25mm×1.4μm)对目标化合物具有较好的分离效果,色谱峰响应高;分流模式进样目标峰形良好且在分流比20∶1下可获得高的响应;利用全扫描方式进行检测,方法目标化合物的检出限为0.09~0.34μg/L,利用选择离子扫描方式进行检测,方法目标化合物的检出限为0.05~0.23μg/L;该方法精密度为0.68%~13.0%(n=6),准确度为79.6%~110%(n=6),各组分相关系数均在0.997以上,且方法操作简单、环境污染小,可满足大批量地下水体中痕量挥发性有机物的检测要求。     

红霉素酶联免疫试剂盒在环境水样中的检测效果评价

通过检测酶联免疫试剂盒的检测限、精密度、准备度、交叉反应率等各项技术参数,并将其精密度和准确度与HPLC法做对比,以评价ELISA方法对环境水样中红霉素残留的检测效果。结果表明:红霉素ELISA试剂盒的检测限为1μg/L;试剂盒工作范围为0.2~16.2μg/L;精密度、准确度结果与HPLC法一致;且试剂盒使用方便、前处理简单、检测耗时短(55 min)、成本低,适用于现场筛查和水质监控,可满足对环境水样中红霉素残留的快速检测。     

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.     

快速检测软骨藻酸的间接ELISA方法

分别对抗原、一抗、二抗的最佳稀释倍数、温育温度与时间、包被条件及其显色条件进行了优化,建立了一种快速检测软骨藻酸(Domoic acid,DA)的酶联免疫分析法(ELISA).结果表明:抗原、一抗和二抗(HRP-IgG)最佳稀释度分别为1∶12800倍、1∶400倍和1∶3000倍;最佳包被条件为4℃包被12 h;抗原抗体最佳反应温度为37℃,反应时间为60 min;二抗最佳反应温度为43℃,反应时间为30 min;最佳显色条件为室温不避光显色20 min.该方法的样品加标回收率高达86.8%～103.2%,其最低检测限(LOD)为4.86 ng·mL-1,光吸收值(OD值)的变异系数(CV)在2.46%～7.08%之间.     

砷全细胞生物传感器的优化

砷全细胞生物传感器具有专一性强、操作简单、费用低和不依赖大型检测仪器的优点,已被用于环境砷污染的监测中.但目前砷全细胞生物传感器的灵敏度低,尤其是信噪比低,是阻碍其实际应用的主要因素之一.本研究利用砷抗性操纵子ars R和报告基因gfp构建砷全细胞生物传感器,通过优化组成型启动子强度、ars R DNA结合序列(ArsR binding site,ABS)及检测条件等对该传感器的检测性能进行改进,并通过对加标的天然水样检测,验证了其实际应用性.结果表明：优化后的砷全细胞生物传感器在0～300μg·L^-1和7.5～75μg·L^-1的亚砷酸钠浓度范围分别表现出良好的剂量依赖效应和线性响应,对砷检测限达到1.83μg·L^-1;新增ABS和中等强度组成型启动子J114能够使生物传感器背景荧光降低并提高其对砷的响应强度;结合对宿主菌种类、生长状态和起始细菌数量等检测条件的优化,生物传感器荧光信号响应得到显著性提高.在6和75μg·L^-1亚砷酸钠诱导下,信噪比分别提高2.6倍和6.1倍.此外,该生物传感器对天然...     

A screen-printed, amperometric biosensor for the determination of organophosphorus pesticides in water samples

An amperometric biosensor based on screen-printed electrodes (SPEs) was developed for the determination of organophosphorus pesticides in water samples. The extent of acetylcholinesterase (AChE) deactivation was determined and quantified for pesticide concentrations in water samples. An enzyme immobilization adsorption procedure and polyacrylamide gel matrix polymerization were used for fabrication of the biosensor, with minimal losses in enzyme activity. The optimal conditions for enzyme catalytic reaction on the SPEs surfaces were acetylthiocholine chloride (ATChCl) concentration of 5 mmol/L, pH 7 and reaction time of 4 min. The detection limits for three organophosphorus pesticides (dichlorvos, monocrotophs and parathion) were in the range of 4 to 7 g/L when an AChE amount of 0.1 U was used for immobilization.     

SPME-GC/MS法测定垃圾渗沥液中双酚A

建立了固相微萃取-气相色谱质谱联用法测定垃圾渗沥液中双酚A的方法,并用于广州大田山垃圾渗沥液中双酚A含量的测定。对影响萃取的参数进行了优化,实验选用涂层厚度为85μm聚丙烯酸酯(PA)萃取纤维,在搅拌速度为1200r/min、NaCl浓度为20%、pH2.0和室温条件下萃取60min。方法的线性范围为0.1～100μg/L,检出限为0.03μg/L,精密度为6.6%。应用本方法监测了广州大田山垃圾渗沥液中BPA的含量在生物法处理过程中的变化情况。     

静态顶空-气相色谱法测定水中二硫化碳

采用气相色谱法静态顶空进样,HP-1柱分离,FPD检测器检测,测定水中CS2,并对测定条件进行了探讨。实验表明,当取样量为10.0 mL,气液比为12.3,在40℃平衡25 min时,能获得满意的灵敏度,且稳定性很好。二硫化碳在0.63μg/L～502μg/L之间呈线性,相关系数为0.999 2,相对标准偏差为1.3%～5.7%、加标回收率为88%～105%,检出限可达0.3μg/L。干扰试验表明硫化氢、甲硫醇、甲硫醚不干扰二硫化碳的测定。本方法操作简便,测定快速,完全能够满足快速分析水中二硫化碳的要求。     

吹扫捕集/气联用测定水中25种有机物研究

建立了吹扫捕集/气相色谱-质谱联用测定水中25种挥发性有机物的方法。采用相对经济的氮气作为吹扫气体,优化了吹扫捕集和色谱条件,结果表明,25种挥发性有机物的色谱分离情况较好,在2.0~50.0μg/L范围内线性良好,相关系数均大于0.995,检出限在0.02~0.2μg/L范围内。方法的相对标准偏差(RSD)均小于5%,平均回收率为87.3%~108.3%。该方法前处理简单快速,采用内标法定量准确度高,重复性好,检出限低,适合低浓度水样的分析。     

固相微萃取-气相色谱法测定洗涤制品中二噁烷

本文采用顶空-固相微萃取-毛细管气相色谱联用技术测定了洗涤制品中二噁烷量,使用50μmPEG/树脂萃取头。顶空平衡温度为80℃,萃取时间为40min。使用石英毛细管柱:30m×0.32mm×0.4μmi.d.内壁涂有5%二苯基(95%)二甲基硅氧烷固定液。外标法定量,二噁烷测定结果的相对标准偏差(RSD)为9.33%;在0.35μg/g～120μg/g范围,色谱峰面积与质量浓度之间呈良好线性关系,线性相关系数(R)为0.9998;回收率为98.7%～102%。     

检测水中急性毒性污染物的发光细菌光纤传感器的研究

水中有毒污染物的快速现场监测对于保障水环境安全具有重要意义,本研究开发了一种快速、灵敏、简便的监测水中污染物急性毒性的光纤生物传感器.该传感器由固定了明亮发光杆菌的光纤探头构成,生物发光信号经光纤传输到检测系统.采用海藻酸钠作为固定化凝胶,试验了海藻酸钠和CaCl2的浓度、固化时间、pH、保存条件等因素对凝胶和发光细菌的影响.优化后的传感器制备方法是在光纤探头上,用3%海藻酸钠在3?Cl2溶液中固定Photobacterium phosphorem T3菌15 min,制备好的传感器保存于3%NaCl溶液中.应用开发的传感器检测了Zn2 、NH3、硝基苯和甲酚4种典型污染物的剂量-效应曲线,通过计算确定了其EC50分别为:5.1、10.2、70.4、77.0 mg·L-1.通过与发光细菌标准方法的比较实验表明,发光细菌光纤传感器与标准法具有良好相关性,能反映水中污染物的总毒性.而传感器由于容易保存和携带,适合现场监测.     

自动固相萃取-气相色谱质谱法测定饮用水源地水中有机氯农药的研究

建立了自动固相萃取-气相色谱质谱仪测定饮用水源地水体中8种痕量有机氯农药的检测法.采用Supelclean ENVI-18固相萃取柱以10 mL/min流速富集500 mL水样,再依次用7.5 mL乙酸乙酯和10 mL二氯甲烷进行洗脱.8种物质在0.188 mg/L~2.04 mg/L范围内线性良好,相关系数均在0.997以上;检出限为0.011μg/L~0.034μg/L;实际水样加标回收率为82.9%~103%,相对标准偏差为0.7%~8.3%.该方法自动化程度高、检出限低、灵敏度高、结果准确,适用于饮用水源地水体中痕量有机氯农药的测定.     

诺氟沙星吸附剂生物炭-壳聚糖复合微球的制备优化

为了提高生物炭-壳聚糖复合微球对NOR（诺氟沙星）的吸附能力,以复合微球对NOR的吸附量为指标,考察了生物炭与壳聚糖质量比、壳聚糖脱乙酰度、戊二醛用量、交联时间、交联速率及生物炭热解温度对复合微球吸附NOR的影响,并由均匀试验确定复合微球的最佳制备条件.结果表明,生物炭与壳聚糖质量比、壳聚糖脱乙酰度、戊二醛用量、交联时间、交联速率及生物炭热解温度对复合微球吸附NOR具有明显影响.制备复合微球的关键影响因素是生物炭热解温度、戊二醛用量和交联速率.吸附NOR的复合微球最佳制备条件:生物炭热解温度为300℃、生物炭与壳聚糖质量比为5:1、壳聚糖脱乙酰度为77%、戊二醛用量为80 mL、交联速率为150 r/min、交联时间为3 h.此时,复合微球对NOR的吸附量为9.51 mg/g,且具有较高的耐酸溶性和机械强度.研究显示,复合微球能够高效吸附NOR,并且吸附后容易分离,具有修复水体污染的潜力.      

基于脱氧核酶的水中铀酰离子光纤倏逝波生物传感检测技术研究

为了满足铀的高通量快速筛查及环境突发事件快速检测的需要,本研究利用脱氧核酶的特异性催化反应,结合本课题组自主研制开发的倏逝波光纤生物传感器,通过设计两步法的反应策略,即"均相反应,固相杂交"的检测方案,建立了光纤倏逝波生物传感检测铀酰离子的新型技术方法.结果发现,该方法对于5~100 nmol·L~(-1)内的铀酰离子具有良好的线性检测区间,检测限低至0.5 nmol·L~(-1),整个检测过程仅需16 min即可完成,铅和汞等10种金属离子对于本检测方法无明显干扰,表现出了对铀酰离子的良好选择性.传感光纤可重复使用100次以上,不会有信号的明显衰减,可有效降低检测成本.对丹江口水库水进行的实际水样加标回收实验结果显示,丹江口水库实际水样的加标回收率为91.6%~94.6%.本研究可为利用生物传感器法检测环境水体中的铀酰离子提供技术支撑.     

Validation of a conductometric bienzyme biosensor for the detection of proteins as marker of organic matter in river samples

This article describes a conductometric bi-layer based bienzyme biosensor for the detection of proteins as a marker of organic matter in rivers. Proteins were chosen to be used as indicators of urban pollution. The working mechanism of the bienzyme biosensor is based on the enzymatic hydrolysis of proteins into several fractions (peptides and amino acids), which results in a local conductivity change depending of the concentration of proteins. In this work, we began with the optimization of biosensor response using bovine serum albumin (BSA) as standard protein. For this objective seven enzymatic biosensors were prepared: four enzymatic sensors with only one layer of enzyme (proteinase K, trypsin, pronase or protease X) and three other enzymatic sensors with two layers (first layer: membrane containing proteinase K; second layer: one of the three other enzymes: trypsin, pronase or protease X). The biosensors were obtained through the deposition of enzymatic layers and the cross-linking process between enzymes and BSA in saturated glutaraldehyde vapour. The response of the various biosensors, described previously, were compared with the values of total organic carbon (TOC), and those of organic nitrogen (Norg), as determined by the laboratory accredits (CEMAGREF of Lyon) using the traditional method of analysis (NF EN 1484, infrared spectroscopy) and (NF EN 25663, mineralization/colorimetry assay) respectively for each water sample obtained from di erent sites in Lyon (France). The linear correlations obtained with the response of the seven biosensors showed the most important indices of correlations for the biosensor with two enzymatic layers: proteinase K + pronase (pkp). The optimum conditions for the preparation of the pkp biosensor increased the sensitivity and gave a limit of quantification of 0.583 g/L for TOC and 0.218 g/L for Norg in water samples. This sensor shows good reproducibility (2.28%), a capacity to be used at temperatures range 10– 30°C (depending on the season) and moreover a long lifetime (5 weeks).