课题基金 / 基金详情

低场核磁共振均相免疫分析及其海洋病原体高灵敏现场检测应用研究

批准号:
42076193
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郭智勇
依托单位:
学科分类:
海洋物理与观测探测技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭智勇

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
海洋病原体的高灵敏、准确、简单、快速现场检测有重要意义。传统方法各具优势但不适用于现场检测,光电生物传感器法也存在两个问题:非均相免疫分析固有的多步操作、信号产生受到样品基底的严重干扰。本项目设计制备多功能化超顺磁二维材料,既是低场核磁共振的磁信号探针也是均相免疫分析的捕获单元,创立低场核磁共振均相免疫分析,兼具低场核磁共振不受样品基底干扰和均相免疫分析一步完成之优点,解决上述问题。并且,多功能化超顺磁二维材料对低场核磁共振信号有三级增强:磁矩更大、影响更多水分子、协同作用增强,显著提高灵敏度。基于外差式锁相放大技术对微弱的低场核磁共振信号的识别、提取和放大,研制低场核磁共振便携式现场检测装置,结合多功能化超顺磁二维材料,构建高灵敏快速现场检测平台,一个装置、一个探针、一步完成,实现海洋病原体的高灵敏、高选择、免干扰、准确、简单、快速、价廉的现场检测,具有重要科学意义、社会效益和应用前景。
英文摘要
Highly sensitive, accurate, simple and fast field detection of marine pathogens is of great significance. Traditional methods have their own advantages, but they are not suitable for field detection. Optical and electrochemical biosensors also have two problems: the multi-step operation in heterogeneous immunoassay is inherent, and the signal generation is severely disturbed by the sample substrate. In this project, the multi-functional superparamagnetic two-dimensional material is designed and prepared, which is not only the magnetic signal probe of low-field nuclear magnetic resonance (NMR), but also the capture unit of homogeneous immunoassay. Based on it, low-field NMR homogeneous immunoassay is created, which combines the advantages of low-field NMR which is unaffected by sample substrate and homogeneous immunoassay which could be accomplished in one step. Thus, above two problems could be solved. In addition, the multi-functional superparamagnetic two-dimensional material has three-level enhancement of low-field NMR signals: possessing larger magnetic moments, affecting more water molecules and enhancing the synergy, so the detection sensitivity could be significantly improved. Through the identification, extraction and amplification of weak low-field NMR signals by heterodyne lock-in amplification technology, a low-field NMR portable field detection device is developed. Combining the device with the multifunctional superparamagnetic two-dimensional material, a highly sensitive and fast field detection platform is constructed. Highly sensitive, highly selective, interference-free, accurate, simple, fast and cheap field detection of marine pathogens can be obtained using only ONE device, ONE probe and ONE step. It has important scientific significance, social benefits and application prospects.
海洋病原体危害海洋生物和人类生命健康、威胁海洋经济发展,加强海洋病原体的高灵敏、准确、简单、快速现场检测意义重大。围绕海洋病原体现场检测的重大需求,针对三个层面的研究目标,展开四个方面的研究:基于外差式锁相放大技术的低场核磁共振便携式现场检测装置、多功能化超顺磁二维材料、基于低场核磁共振的均相免疫分析、高灵敏海洋病原体快速现场检测平台。取得了如下六点重要进展与突破。(1)基于外差式锁相放大技术,成功研制了低场核磁共振便携式现场检测装置,该装置可以用于现场检测海洋病原体。(2)基于多功能化超顺磁二维材料,开发了一系列低场核磁共振均相免疫分析方法,可用于检测海洋病原体。(3)低场核磁共振便携式现场检测装置与低场核磁共振均相免疫分析方法结合,建立了高灵敏海洋病原体快速现场检测平台,检测限达到5 CFU/mL,检测时间少于1 h,实现海洋病原体的高灵敏、高选择、准确、简单、快速、廉价的现场检测。(4)结合功能纳米材料、点击化学反应、快速扫描伏安技术,开发了光电化学生物传感器,实现了海洋病原体的单细胞检测。低场核磁共振方法对海洋病原体的单细胞检测,光电磁多模式同时检测海洋病原体的研究工作,继续推进中。(5)基于上述研究基础,精心设计多级循环放大策略,采用低场核磁共振方法,实现了对循环肿瘤细胞的检测,这是低场核磁共振检测循环肿瘤细胞的首次报道,在临床上开展POCT检测很有应用前景。(6)本研究组最新的深度学习研究结果提示:低场核磁共振信号衰减曲线图像中蕴含有海洋病原体的定量检测信息,这是令人兴奋的新突破方向。相关研究成果可应用于水产养殖、环境保护、公共卫生、卫生检验等部门,有助于提高对海洋病原体的现场检测与监测能力,产生良好的经济效益和社会效益。
循环肿瘤细胞的电化学发光动态成像及转移活力研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    郭智勇
  • 依托单位:
快速扫描吸附伏安法及其重金属离子超灵敏现场检测应用研究
  • 批准号:
    81773483
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    郭智勇
  • 依托单位:
基于“法拉第笼式”免疫分析的海洋致病菌高灵敏多通道快速检测技术研究
  • 批准号:
    41576098
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    郭智勇
  • 依托单位:
生物条形码模式电化学发光免疫分析及其超高灵敏检测肿瘤标志物的应用研究
  • 批准号:
    81273130
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    郭智勇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金