靶向磁性纳米仿酶多功能探针的构建及其食源性致病菌检测新方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81673172
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3004.食品卫生
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Foodborne pathogens greatly threaten food safety and human health, which become prominent public healthcare issues widewide. The pathogens usually exist in complicated food matrixes at very low concentration, so it is important and highly desirable to explore a method that can detect pathogenic bacteria sensitively and specifically. In this project, firstly, we will use bovine serum albumin as biological template to prepare Co3O4 nanoparticles (NPs) in a controlled way under mild conditions. The as-prepared Co3O4 NPs will be biocompatible, monodisperse and uniform in shape and size, as well as possess superb magnetic property and peroxidase-like activity. Meanwhile, the formation mechanism of Co3O4 nanozyme will be revealed. Subsequently, Co3O4 nanozyme will be conjugated with a Staphylococcus aureus (S. aureus)-specific and -affinitive nonapeptide ligand-fused phage coat protein pVIII, which will be isolated from phage monoclone selected from f8/9 landscape phage library against S. aureus in a high-throughput way. Then, by optimizing the experimental conditions, we will design a stable and multi-functional nanoprobe which integrates specific recognition, signal amplification, magnetic enrichment and separation together, aiming at developing a sensitive, selective colorimetric method for S. aureus detection and applied for real food samples detection. This proposed approach will not only illuminate new idea to develop detection method for pathogens, but also play an important role in satisfing demands of food safety monitoring and medical diagnostics.
食源性致病菌严重威胁食品安全和人类健康,成为突出的公共卫生问题。由于食品成分复杂、受污染食品中的致病菌数量通常较少,发展灵敏、特异的检测方法具有重要意义。本项目拟以牛血清白蛋白为模板,在温和条件下可控合成生物相容性好、具有单分散性及均一形态、最优的磁性能和仿酶活性的四氧化三钴纳米酶, 并揭示其形成机理。以金黄色葡萄球菌为靶标,经与f8/9风景噬菌体文库生物淘选和特异性测试,获得亲和性高、特异性好的九肽配体展示的噬菌体单克隆,再经分离纯化获得稳定性好的靶向九肽融合的主要衣壳蛋白pVIII,然后共价修饰到磁性四氧化三钴纳米酶表面。通过优化实验条件,构筑兼具靶向识别、磁性富集分离和信号放大为一体的多功能生物纳米探针,旨在建立灵敏、特异的比色法检测金黄色葡萄球菌,建立标准化实验流程并用于实际样品分析。本项目的实施,将为致病菌检测提供新思路,也为满足国家食品安全监测、医学诊断领域的需求做出贡献。

结项摘要

食源性致病菌严重威胁食品安全和人类健康,成为突出的公共卫生问题。由于食品成分复杂、受污染食品中的致病菌数量通常较少,发展灵敏、特异的检测方法具有重要意义。纳米仿酶因其制备简单、酶活高、稳定性好、价廉等优点而在催化、生物传感、生物纳米医学、环境保护等领域具有广阔的应用。本项目以牛血清白蛋白为模板,在温和条件下可控合成了生物相容性好、单分散性、具有优异仿过氧化酶活性的磁性四氧化三钴纳米花。以金黄色葡萄球菌为靶标,经与f8/9风景噬菌体文库生物淘选和特异性测试,获得亲和性高、特异性好的九肽配体(AQTFLGEQD)展示的噬菌体单克隆,再经分离纯化获得稳定性好的靶向融合主要衣壳蛋白pVIII,然后共价修饰到磁性四氧化三钴纳米酶表面,构筑了兼具靶向识别、磁性富集分离和信号放大的多功能生物纳米探针(Co3O4 MNE@fusion-pVIII),被识别的金黄色葡萄球菌在外磁场下经磁泳层析法分离富集。优化条件,建立了比色法检测金黄色葡萄球菌,其浓度线形范围为10−10,000 cfu/mL (检出限:8 cfu/mL)。其他菌的存在对金黄色葡萄球菌的测定无干扰。该法用于牛奶样品中金黄色葡萄球菌的分析,结果令人满意。本研究提出了构筑可视化快速检测食源性致病菌的新思路,也为食品安全和临床上致病菌的分析检测提供了新的可靠的方法。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Tackling the Challenges of Enzymatic (Bio)Fuel Cells
应对酶(生物)燃料电池的挑战
  • DOI:
    10.1021/acs.chemrev.9b00115
  • 发表时间:
    2019-08-28
  • 期刊:
    CHEMICAL REVIEWS
  • 影响因子:
    62.1
  • 作者:
    Xiao, Xinxin;Xia, Hong-qi;Liu, Aihua
  • 通讯作者:
    Liu, Aihua
Facile Preparation of Homogeneous Copper Nanoclusters Exhibiting Excellent Tetraenzyme Mimetic Activities for Colorimetric Glutathione Sensing and Fluorimetric Ascorbic Acid Sensing
轻松制备均质铜纳米簇,该纳米簇具有优异的四酶模拟活性,可用于比色谷胱甘肽传感和荧光抗坏血酸传感
  • DOI:
    10.1021/acsami.0c11983
  • 发表时间:
    2020-09-23
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Liu, Chongyang;Cai, Yuanyuan;Liu, Aihua
  • 通讯作者:
    Liu, Aihua
Sensitive colorimetric immunoassay of Vibrio parahaemolyticus based on specific nonapeptide probe screening from a phage display library conjugated with MnO2 nanosheets with peroxidase-like activity
基于从与具有过氧化物酶样活性的 MnO2 纳米片缀合的噬菌体展示文库中筛选的特异性九肽探针,对副溶血弧菌进行灵敏的比色免疫分析
  • DOI:
    10.1039/c7nr06633c
  • 发表时间:
    2018-02-14
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Liu, Pei;Han, Lei;Liu, Aihua
  • 通讯作者:
    Liu, Aihua
Histidine-triggered turning-on of gold/copper nanocluster fluorescence for the sensitive and selective detection of histidine
组氨酸触发金/铜纳米簇荧光的开启,用于组氨酸的灵敏和选择性检测
  • DOI:
    10.1039/d0cc04819d
  • 发表时间:
    2020-10-07
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Cai, Yuanyuan;Wang, Jin;Liu, Aihua
  • 通讯作者:
    Liu, Aihua
Functional cell surface displaying of acetylcholinesterase for spectrophotometric sensing organophosphate pesticide
乙酰胆碱酯酶的功能性细胞表面展示用于分光光度传感有机磷农药
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2018.09.119
  • 发表时间:
    2019-01-15
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Liang, Bo;Wang, Ge;Liu, Aihua
  • 通讯作者:
    Liu, Aihua

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刘爱骅的其他基金

新冠病毒刺突蛋白受体结合域的靶向多肽筛选及其检测应用
  • 批准号:
    22174081
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    面上项目
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    面上项目

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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

        graph TD
          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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