果蔬中链格孢毒素微流控芯片在线萃取、浓缩及多元定量检测方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31801618
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    满燕
  • 依托单位：
    北京市农林科学院
  • 学科分类：
    C2008.食品质量与安全检测
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The current detection methods and sample preparation procedures of Alternaria toxins in fruits and vegetables are often complex, time-consuming, toxic and high consumption of organic reagents. To address the problem, the microfluidic chips will be constructed in this project, integrating the functions of the ionic liquid-aqueous two-phase extraction (IL-APTE), a ZigZag micro-mixing technology and a magnetic immunoassay based on H2O2-mediated fluorescence quenching of CdTe QDs, for realizing the on-line extraction, concentration and multivariate analysis of Alternaria toxins. The main research contents include: the reusable the microfluidic chips which will be prepared consist of three modules in series (an ionic liquid-aqueous two-phase extraction (IL-ATPE) zone，a ZigZag micro-mixing zone and a magnetic immunoassay fluorescent quantitative zone). Secondly, the IL-ATPE extraction and concentration mechanism of microfluidic chips will be investigated using three Alternaria toxins. Next, we will prepare the antigen and monoclonal antibody of alternaria toxins to construct the microfluidic magnetic immunoassay chips based on H2O2-mediated fluorescence quenching of CdTe QDs. Additionally, the quantitative detection of three alternaria toxins in fruits and vegetables will be realized, and the parameters of sensitivity and analysis time will be compared with that of ELISA and LC-MS. This project could provide an important technical support for protecting the health of consumers.
本项目针对果蔬中链格孢毒素现有检测方法及其样品前处理技术（off-line）所存在的复杂、费时、毒性、有机试剂消耗量大等问题，旨在搭建一种集离子液体双水相萃取技术、ZigZag微混合技术、基于H2O2介导CdTe QDs荧光淬灭的磁免疫定量检测技术为一体的并具有实际应用价值的微流控芯片，实现链格孢毒素在线（on-line）绿色萃取、浓缩及多元定量检测。具体研究内容包括：制备含三个串联功能区域（离子液体双水相萃取区、ZigZag微混合区和磁免疫多元定量检测区）并可重复利用的微流控芯片；以链格孢毒素为分析对象，研究微流控芯片离子液体双水相萃取、浓缩机理；研制链格孢毒素抗原及单抗，首次建立H2O2介导CdTe QDs荧光淬灭的微流控磁免疫定量检测方法；实现果蔬中三种链格孢毒素的定量检测，并在灵敏度、分析时间等参数上与ELISA、LC-MS进行比较。本项目的实施为保障消费者健康提供重要的技术支撑。

结项摘要

链格孢毒素具有基因毒性、诱变性以及致癌性。在番茄，小麦，葡萄，葡萄酒，燕麦片和大麦等食品中都已检测到不同浓度的链格孢毒毒素。因此，以液相色谱-质谱联用（LC-MS）为主的多种分析方法已被用于链格孢毒素的定量检测中。然而，这些大型仪器设备的成本高，并且需要专业的技术人员。微流控芯片作为一种快速、便携、低成本的检测分析平台，具有流体的精准控制、样品和试剂的低消耗、检测时间短以及分析平台的微型化特性而受到人们的广泛关注。此外，微流控芯片与免疫分析的结合被认为是高灵敏、快速、高通量和自动化即时检测（POCT）最有前景的分析平台之一。基于以上研究背景，本项目制备了含三个串联功能区域（离子液体双水相萃取区、ZigZag微混合区和磁免疫多元定量检测区）并可重复利用的微流控芯片；以链格孢毒素为分析对象，首次建立H2O2介导CdTe QDs荧光淬灭的微流控磁免疫定量检测方法，得到链格孢毒素AME的最低检测限为0.25 pg/mL；建立了一种基于智能手机APP的微流控磁免疫比色传感快检方法，利用UV-Vis检测方法得到链格孢毒素AME的最低检测限为12.5 pg/mL，利用智能手机APP得到的最低检测限为200 pg/mL；最后利用上述新型快检技术实现了多种果蔬实际样本中链格孢毒素的定量检测。该方法可用于食品样品中其他真菌毒素或半抗原的快速、高灵敏、低成本和实时实地检测。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
A magnetic nanoparticle based immunoassay for alternariol monomethyl ether using hydrogen peroxide-mediated fluorescence quenching of CdTe quantum dots
使用过氧化氢介导的 CdTe 量子点荧光猝灭对交链孢醇单甲醚进行基于磁性纳米颗粒的免疫分析
  • DOI：
    10.1007/s00604-019-3334-8
  • 发表时间：
    2019-03
  • 期刊：
    Microchimica Acta
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Yan Man;Xinxin Jin;Hailong Fu;Ligang Pan
  • 通讯作者：
    Ligang Pan
Detection of Salmonella enteritidis and Salmonella typhimurium in foods using a rapid, multiplex real-time recombinase polymerase amplification assay
使用快速、多重实时重组酶聚合酶扩增测定法检测食品中的肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌
  • DOI：
    10.1111/jfs.12784
  • 发表时间：
    2020-04-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF FOOD SAFETY
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Ren, Junan;Man, Yan;Pan, Ligang
  • 通讯作者：
    Pan, Ligang
A microfluidic colorimetric biosensor for in-field detection of Salmonella in fresh-cut vegetables using thiolated polystyrene microspheres, hose-based microvalve and smartphone imaging APP
一种微流体比色生物传感器，使用硫醇化聚苯乙烯微球、基于软管的微阀和智能手机成像应用程序，用于现场检测鲜切蔬菜中的沙门氏菌。
  • DOI：
    10.1016/j.foodchem.2021.129578
  • 发表时间：
    2021-03-20
  • 期刊：
    FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Man, Yan;Ban, Meijing;Pan, Ligang
  • 通讯作者：
    Pan, Ligang
Aptamer-based fluorometric determination of Salmonella Typhimurium using Fe3O4 magnetic separation and CdTe quantum dots
使用 Fe3O4 磁力分离和 CdTe 量子点基于适体的荧光法测定鼠伤寒沙门氏菌
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0218325
  • 发表时间：
    2019-06
  • 期刊：
    PLOS ONE
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Junan Ren;Gang Liang;Yan Man;An Li;Xinxin Jin;Qingju Liu;Ligang Pan
  • 通讯作者：
    Ligang Pan
A microfluidic colorimetric immunoassay for sensitive detection of altenariol monomethyl ether by UV spectroscopy and smart phone imaging.
一种微流体比色免疫分析，通过紫外光谱和智能手机成像灵敏检测艾替那醇单甲醚。
  • DOI：
    10.1016/j.aca.2019.09.039
  • 发表时间：
    2019-12
  • 期刊：
    Analytica chimica acta
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Yan Man;An Li;Bingru Li;Jing Liu;Ligang Pan
  • 通讯作者：
    Ligang Pan

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其他文献

核酸适配体在酶固定化研究中的应用
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    生命科学仪器
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭广;王云;满燕;侯东亚;吕雪飞
  • 通讯作者：
    吕雪飞
核酸适配体及其在生物医学研究中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    航天医学与医学工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    满燕;吕雪飞;张玉奎;庆宏;邓玉林
  • 通讯作者：
    邓玉林

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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