基于平面波导型荧光免疫传感器的双酚A检测适用性研究

双酚A是一种环境内分泌干扰物,逐渐受到国内外广泛关注.平面波导型荧光免疫传感器可以对水样中存在的痕量双酚A进行快速高灵敏度检测.在最优检测条件下测得双酚A标准曲线的检出限为(0.04±0.007)μg·L-1,线性区间为0.16~22.40μg·L-1,半抑制浓度为(1.67±0.47)μg·L-1.加入0.5%的EDTA到样品溶液中可以削弱水体硬度的干扰,并在最优条件下测得4种实际水样的加标回收率在88%~111%之间,相对标准偏差小于15%,表明该方法可以运用于实际水样中双酚A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.     

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.     

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.     

2,4-D完全抗原的合成及其免疫性能评价

以2,4-D为半抗原,BSA为载体蛋白,通过EDC的偶联反应条件优化试验,合成了多种结合比的完全抗原,制备了小分子环境污染物的多克隆抗体.结果表明,偶联反应优化步骤是2,4-D、BSA和EDC同时反应,4°C条件下反应18h.偶联反应可以在2,4-D的浓度为10.0～12.0 mg/mL的0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中进行,反应缓冲体系pH控制在5.4～6.1之间.EDC的加入量低于12 mg时,采用2,4-D和多聚赖氨酸的偶联物为包被抗原.通过balb/c小鼠免疫试验评价结合比分别为6、12、18和25的完全抗原的免疫性能,结果表明结合比为12和18的完全抗原具有很好的免疫原性.其中以结合比为18的完全抗原免疫小鼠获得的抗血清对包被抗原载体的非特异性吸附低于阴性血清,2,4-D特异性血清含量高,适于作为完全抗原免疫小鼠进一步制备单克隆抗体.     

重金属阳离子荧光传感器合成及光谱性研究

通过亚胺缩合的反应制备出阳离子荧光传感器（Cation Fluorescent Sensors,CFSs）,并对其结构、光谱性能检测、荧光量子产率等进行了详细的研究.通过荧光化学传感器产生的荧光光谱一直是高效的分析方法,因此合成了新的基于席夫碱的荧光化学传感器,并研究了对各种金属离子的结合特性.在CH3CN溶液中测试了阳离子荧光传感器时不同阳离子的选择性响应,发现对Cu2＋有较好的选择性,可用于Cu2＋的检测.该类阳离子荧光传感器是基于2,2-联噻吩-5-乙醛的荧光发射基团和邻氨基苯甲醚为识别基团的一类阳离子荧光传感器.     

溶解性有机质对铁铝土吸附2,4-D的影响

以动力学吸附和等温吸附实验研究了2,4-D在铁铝土中的吸附特征,并比较了不同亲/疏水性溶解性有机质（DOM）对此的影响.结果表明：2,4-D在铁铝土中的动力学吸附符合伪一级动力学方程,等温吸附符合Henry,Freundlich方程,是一个物理作用主导的,自发的,放热的非均质吸附过程.吸附系数K_d为0.61~2.02L/kg,是一种难吸附有机污染物,对地下水存在环境风险.吸附量受土壤pH值影响显著,与土壤中矿物含量,粘粒组成等也密切相关.DOM共存条件下,高疏水性DOM,中疏水性DOM抑制了2,4-D在铁铝土的吸附,使K_d值下降10.7%~58.8%.低疏水性DOM对铁铝土吸附2,4-D作用不明显.DOM对铁铝土吸附2,4-D的作用效应与土壤理化性质和DOM性质密切相关.土壤矿物组分越多,粘粒含量越高,堵孔效应越大.DOM疏水性越大,对2,4-D吸附作用的增溶作用,堵孔作用也越大,其中HOA,HON是关键组分.     

Pd基双金属催化剂对2,4-D的液相催化加氢脱氯

以CeO₂为载体,采用浸渍法分别合成了负载型Pd基催化剂（Pd/CeO₂,Pd-Fe/CeO₂,Pd-Co/CeO₂和Pd-Cu/CeO₂）,并用于水中2,4-二氯苯氧乙酸的催化加氢脱氯.使用等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪和CO化学吸附对材料进行表征.结果表明,CeO₂作为载体可有效分散金属颗粒,双金属间的协同作用改善了其催化性能.其中Pd-Fe双金属催化剂具有相对优异的催化效果,随着Fe负载量的增加,Pd-Fe/CeO₂的催化活性先升后降.2,4-二氯苯氧乙酸的催化脱氯以同步脱氯和逐步脱氯2种方式同时进行.     

水体中腐殖酸与Fe(Ⅲ)的络合物对2,4-D光降解的作用

为探讨水体中腐殖酸(humic acids,HAs)和铁元素对共存系统中环境污染物迁移转化的影响,利用红外光谱、紫外/可见吸收光谱和荧光光谱仪等手段表征了腐殖酸和Fe(Ⅲ)共存时的结构形态.结果表明,二者形成了稳定的络合物.电子顺磁共振图谱表明,腐殖酸、Fe(Ⅲ)以及HAs-Fe(Ⅲ)络合物在λ=355 nm光照下均能产生.OH.氙灯光照下(λ290 nm),除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)的光降解遵循准一级动力学过程.单纯2,4-D(2 mg.L-1)溶液的降解速率常数为0.007 h-1,而含有HAs(5 mg.L-1)、Fe(Ⅲ)(0.2 mmol.L-1)及二者络合物的2,4-D溶液的降解速率常数分别是0.004、0.034和0.046 h-1.腐殖酸存在时,2,4-D的光降解速率受到了抑制;而Fe(Ⅲ)的存在加速了2,4-D的光降解;腐殖酸和Fe(Ⅲ)共存时,所形成的HAs-Fe(Ⅲ)络合物对2,4-D的光降解速率比单独的Fe(Ⅲ)存在时更快.     

用于1，3-二硝基苯快速检测的免疫传感器研究

利用倏逝波全光纤生物传感平台,发展了一种用于1,3-二硝基苯快速检测的免疫传感器,其检测限可达0.054 mg·L-1,检测时间少于10 min.采用先将小分子污染物与惰性蛋白OVA结合制备成复合物,然后将该复合物通过双功能试剂连接到硅烷化后的光纤探头表面作为生物识别元件,使得传感器具有良好的鲁棒性和再生性能,可以重复使用上百次,而且没有明显的活性损失.实际水样的加标回收实验表明,所有样品的加标回收率在80%~120%之间,相对标准偏差为4.5%~10.0%,具有很好的精密度和准确性,受环境基质的影响较小,因此,该免疫传感器能够用于实际水样中1,3-二硝基苯的快速检测.     

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.     

1株2,4-D降解菌的gfp标记及其在废水生物处理系统中的检测方法

通过mini-Tn7转座子系统将绿色荧光蛋白基因(gfp)插入到2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)降解菌Achromobacter sp.的染色体上,考察了标记前后该菌株的生长、发光及降解污染物特性,并探讨了将其投加到不同废水生物处理系统(活性污泥和颗粒污泥系统)后的定量检测方法.结果表明,Achromobacter sp.标记前后生长和降解2,4-D特性基本不变,在103～112 h内可将初始浓度约为100 mg/L的2,4-D完全降解.标记后菌株在生长和降解2,4-D过程中都能够稳定表达绿色荧光,降解过程荧光强度/D600稳定在4 500左右.向活性污泥系统投加该标记菌,可通过直接测定混合液荧光强度对该标记菌进行定量检测,在标记菌质量分数为0～75%的范围内,绿色荧光蛋白的表达水平与该标记菌的质量分数线性相关(R2=0.995 2).向颗粒污泥系统投加该标记菌,需要对混合液破碎均质化处理后测定荧光强度,在标记菌质量分数为0～42%的范围内,绿色荧光蛋白的表达水平与该标记菌的质量分数线性相关(R2=0.980 1).基于Tn7插入gfp的标记方法可以用来跟踪检测生物处理系统中的特异微生物.     

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.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的降解研究

采用纳米Fe3O4降解溶液中的2,4-D,考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4的投加量、溶液pH对2,4-D降解效率的影响,并探讨了2,4-D的降解机理。实验结果表明,Fe3O4对2,4-D有明显的降解作用,纳米Fe3O4的降解效果优于微米级Fe3O4,降解过程中溶液中的氯离子浓度随着2,4-D的降解而升高,Fe3O4对2,4-D的降解机理是还原脱氯。当2,4-D初始浓度在0～10mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300mg/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。在2,4-D初始浓度为10mg/L、pH3.0、纳米Fe3O4投加量300mg/L时降解效率最高,48h内2,4-D的降解率可达40%。     

BDE-47对2种海洋微藻光合特性的影响

研究了不同浓度的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对2种海洋微藻的光合特性的影响. 结果表明, 在试验所设定的浓度范围内 (0.1~2.5μg/L),海水小球藻和赤潮异弯藻的PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)未受到显著抑制,表明2种微藻PSII反应中心在试验过程中未受到损伤.当BDE-47浓度为2.5μg/L时,海水小球藻的PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII实际光能转化效率(φPSII)和光合电子传递效率(ETR)在96h受到显著抑制,而赤潮异湾藻的3个参数在暴露期间均未受到抑制,表明赤潮异湾藻对BDE-47的耐受性强于海水小球藻.各叶绿素荧光参数中, Fv/Fo、φPSII、ETR更适合作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物.     

Study on gaseous CS2 using laser-induced fluorescence

ＳｔｕｄｙｏｎｇａｓｅｏｕｓＣＳ＿２ｕｓｉｎｇｌａｓｅｒ－ｉｎｄｕｃｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＰａｎＺｈｅ；ＺｈａｎｇＹｕｅ；ＤｅｎｇＧｕｏｈｏｎｇ；ＰａｎＸｕｎｘｉ，ＨｏｕＨｕｉｑｉ；ＬｉＣｈａｎｇｌｉｎ（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ...     

土壤沉积物吸附对2，4－D生物降解速率的影响

提出一个吸附对有机物生物降解影响的数学模型．模型中考虑了有吸附剂存在下体系可能出现的四种降解类型．用从土壤中分离出的２，４－Ｄ降解菌株，在有土壤或沉积物存在下与２，４－Ｄ进行生物降解实验．在菌体浓度不变的情况下，估算和比较了３０℃时四种降解作用的速率常数．结果表明，吸附的２，４－Ｄ不被水中和吸附的细菌所利用；而水中的２，４－Ｄ则可被水中和吸附的细菌所降解．进一步分析认为，并非所有生物降解都受到吸附阻碍，一定条件下吸附可加快生物降解作用的进行．     

土壤沉积物吸附对2, 4－D生物降解速率的影响

提出一个吸附对有机物生物降解影响的数学模型。模型中考虑了有吸附剂存在下体系可能出现的四种降解类型。用从土壤中分离出的２，４－Ｄ降解菌株，在有土壤或沉积物存在下与２，４－Ｄ进行生物降解实验。在菌体浓度不变的情况下，估算和比较了３０℃时四种降解作用的速率常数。结果表明，吸附的２，４－Ｄ不被水中和吸附的细菌所利用；而水中的２，４－Ｄ则可被水中和吸附的细菌所降解。进一步分析认为，并非所有生物降解都受到吸附     

零价铁还原降解2,4-二硝基甲苯研究

研究了零价铁对2，4-二硝基甲苯(2，4-DNT)的还原降解情况。实验结果表明，2,4-DNT的还原降解率与溶液初始pH值、初始浓度、溶解氧含量和铁粉投加量等因素有关。2，4-DNT在还原过程中先生成2-氨基-4-硝基甲苯(2A4NT)和4-氨基-2-硝基甲苯(4A2NT)，最后被还原成2，4-二氨基甲苯(2，4-DAT)。