智能“sweet”型DNA水凝胶的构建及其在脱氧雪腐镰刀菌烯醇便携式定量检测中的应用
批准号:
81803712
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
刘洪美
依托单位:
学科分类:
H3204.中药质量评价
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
栾云霞、何玘霜、王卉、李芳、赵颖
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中文摘要
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的污染率及检出率较高,建立超灵敏、低成本的便携式定量检测方法在贫困地区、家庭保健防护、流通市场以及种植基地的DON检测中具有重大的发展潜力和应用价值。本项目拟采用Structure-Switching型核酸适体固定文库技术筛选高特异性、高亲和力的DON变构核酸适体,并借助计算机辅助3D分子模拟技术对起识别作用的重要功能基团进行修饰。然后,以变构核酸适体为特异性识别元件和交联剂,基于DNA碱基互补配对原则将α-葡萄糖苷酶封装于凝胶网格中构建智能“sweet”型DNA水凝胶体系,利用变构核酸适体-靶标相互作用,结合高效酶催化信号放大效应,配以高普及性的个人用血糖仪,建立一类核酸适体水凝胶-个人用血糖仪联用的新型便携式定量检测平台,从而实现靶标分子触发生成葡萄糖的信号转变机制,可为中药材和食品安全监控领域中各种有毒有害物质的检测提供重要的分析手段。
英文摘要
Deoxynivalenol (DON) is seriously contaminated and frequently detected, and thus is especially useful and attractive for developing more sensitive, lowcost, and portable detection method in the developing world, home healthcare settings, trading market and planting base monitoring. In this proposal, we intend to use Structure-Switching immobilized DNA library technology to screen allosteric aptamer with high specificity and high affinity, and then the important functional groups of the recognition function are further modified with the aid of computer-aided 3D molecular modeling technology. Afterwards, an intelligent “sweet” DNA hydrogel that uses allosteric aptamer as simultaneous crosslinking and specific recognition element was created on the base of base pairing, with alpha-glucosidase trapped inside the hydrogel network. Taking advantage of allosteric aptamer-target interactions, combined with catalytic signal amplification effect of highly efficient enzyme, a novel and portable quantitative detection platform is established by the combination of aptamer hydrogel and personal glucometer. Together with highly popular personal glucometer, the signal transformation mechanism of glucose triggered by the target molecule is achieved, which can be easily applied for detection of other chemical or biological targets in traditional Chinese medicine and food safety monitoring.
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的污染率及检出率较高,因此,建立超灵敏、低成本的便携式定量检测方法在贫困地区、家庭保健防护、流通市场以及种植基地的DON检测中具有重大的发展潜力和应用价值。主要研究内容包括:基于Capture-SELEX技术建立了DON变构核酸适体高效筛选平台,并采用Q-PCR实时监测筛选过程及效果;建立了基于智能DNA水凝胶的普适性好、准确度高的低成本、高灵敏便携式定量检测新方法,采用多元统计分析技术对比分析新方法及UPLC-MS/MS法的检测结果无显著差异;建立基于核酸适体的新型真菌毒素前处理技术;应用UHPLC-HR/MS和同位素内标稀释法建立了薏苡仁中24种真菌毒素多残留的分析方法,并对市售薏苡仁样品进行检测,以了解其受真菌毒素污染情况;基于磁化学发光的脱氧雪腐镰刀菌烯醇全自动检测方法的建立及应用,实现了脱氧雪腐镰刀菌烯醇的快速、准确、全自动检测;基于超顺磁性磁珠的脱氧雪腐镰刀菌烯醇自动化前处理技术的建立及应用,30分钟内可以对20个样品中的DON进行净化和富集,具有自动化、绿色、高通量、使用简单的优点。通过该项目的实施发表论文6篇,其中SCI论文5篇,获授权国家发明专利4项;参编中文专著1部,培养相关专业硕士研究生3名,培养本科实习生1名。前往牛津大学参加国际会议1次,参加第十六届全国青年分析测试学术报告会并作报告;项目成果在相关学术会议以及行业推介会上进行了推广与介绍。上述研究成果为真菌毒素前处理技术以及便携式、自动化高通量检测技术的发展奠定了良好的基础,同时,可为中药材和食品安全监控领域中各种有毒有害物质的检测提供理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
An Automatic Immunoaffinity Pretreatment of Deoxynivalenol Coupled with UPLC-UV Analysis.
脱氧雪腐镰刀菌烯醇的自动免疫亲和预处理与 UPLC-UV 分析相结合
DOI:10.3390/toxins14020093
发表时间:2022-01-25
期刊:Toxins
影响因子:4.2
作者:Liu H;Xuan Z;Ye J;Chen J;Wang M;Freitag S;Krska R;Liu Z;Li L;Wu Y;Wang S
通讯作者:Wang S
Development and validation of a rapid and efficient method for simultaneous determination of mycotoxins in coix seed using one-step extraction and UHPLC-HRMS
一步提取和 UHPLC-HRMS 快速有效同时测定薏苡仁中霉菌毒素的方法的开发和验证
DOI:10.1080/19440049.2020.1833089
发表时间:2020-10-30
期刊:FOOD ADDITIVES AND CONTAMINANTS PART A-CHEMISTRY ANALYSIS CONTROL EXPOSURE & RISK ASSESSMENT
影响因子:2.9
作者:Wu, Yu;Ye, Jin;Wang, Songxue
通讯作者:Wang, Songxue
An aptamer affinity column for purification and enrichment of aflatoxin B1 and aflatoxin B2 in agro-products
适配体亲和柱纯化富集农产品中黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素B2
DOI:10.1007/s00216-019-02300-4
发表时间:2020-02-01
期刊:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
影响因子:4.3
作者:Liu, Hongmei;Zhao, Ying;Luan, Yunxia
通讯作者:Luan, Yunxia
Reliable and disposable quantum dot–based electrochemical immunosensor for aflatoxin B1 simplified analysis with automated magneto-controlled pretreatment system
可靠且一次性的基于量子点的电化学免疫传感器,用于黄曲霉毒素 B1,通过自动磁控预处理系统简化分析
DOI:10.1007/s00216-020-02897-x
发表时间:2020-08
期刊:Analytical and Bioanalytical Chemistry
影响因子:4.3
作者:Zhihong Xuan;Hongmei Liu;Jin Ye;Li Li;Wei Tian;Songxue Wang
通讯作者:Songxue Wang
DOI:--
发表时间:2022
期刊:中国粮油学报
影响因子:--
作者:郑梦瑶;叶金;刘洪美;谢岩黎;王松雪
通讯作者:王松雪
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