基于石墨烯纳米材料的多通道微流控阻抗传感方法同步检测果蔬中多种致病菌的研究
批准号:
31571922
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
应义斌
依托单位:
学科分类:
食品质量与安全检测
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
王一娴、刘湘江、平建峰、靳顺茹、王凯烙、陆畅
中文摘要
食源性致病菌污染已成为食品安全的重大隐患之一,然而由于现有检测技术存在的各种局限性,迫切需要研究一种高灵敏度、高准确性、低成本的快速检测方法来满足目前国内致病菌检测的需求。为此,本项目拟研究基于石墨烯叉指阵列微电极的多通道微流控阻抗分析技术用于微量样品中多种食源性致病菌的快速同步检测。研究内容包括:(1)研究磁性纳米颗粒在复杂样品中对多种致病菌目标DNA的富集与分离并建立最优模型;(2)研究石墨烯叉指阵列微电极的制备工艺参数及用于阻抗分析方法检测致病菌的模型;(3)研究基于多通道微流控技术的阻抗分析方法用于微量样品中多种致病菌的同步检测,并在此基础上,建立用于实际样品分析的模型。本项目研究是对食源性致病菌检测领域的新探索,旨在形成一种新的适用于果蔬样品多种致病菌同时快速检测的方法。研究成果将有助于推动微电子技术、纳米技术和生物传感技术在食品安全领域的应用。
英文摘要
Recently, the contamination from foodborne pathogens has become one of the major hidden dangers in food safety. However, due to the limitations of current detection methods, the development of a sensitive, reliable, and cost-effective method for the detection of foodborne pathogens is highly desirable to the current safety requirements in our country. In this context, we aim to develope a novel impedimetric method for rapid and simultaneous detection of foodborne pathogens in trace food samples by combining graphene interdigitated array microelectrodes with multi-channel microfluidic devices. The main research contents includes: (1) To investigate the enrichment and separation of target DNAs of multi-pathogens by magnetic nanoparticles in sample matrix and establish the optimal model; (2) To investigate the process parameters in the fabrication of graphene interdigitated array microelectrodes and the impedimetric detection model based on this electrode; (3) To investigate the feasibility of impedimetric method based on multi-channel microfluidic devices for the simultaneous detection of multi- pathogens in trace sample, and establish the optical model for real samples analysis. The ultimate goal of this project is to foundation of a novel technique for the rapid and simultaneous detection of foodborne pathogens in fruit and vegetable samples. This research would accelerate the pace of application of molecular micro-electronic technique, nanotechnology and biosensing technology in the field of food safety.
食源性致病菌污染已成为食品安全的重大隐患之一,然而由于现有检测技术存在的各种局限性,迫切需要研究一种高灵敏度、高准确性、低成本的快速检测方法来满足目前国内致病菌检测的需求。为此,本项目开展了基于石墨烯叉指阵列微电极的多通道微流控阻抗分析技术用于微量样品中多种食源性致病菌的快速同步检测研究。研究内容包括:(1)研究了磁性纳米颗粒在复杂样品中对多种致病菌目标DNA的富集与分离并建立了最优模型;(2)研究了石墨烯叉指阵列微电极的制备工艺参数及用于阻抗分析方法检测致病菌的模型;(3)研究了基于多通道微流控技术的阻抗分析方法用于微量样品中多种致病菌的同步检测。重要结果包括:(1)采用一步激光诱导法制备了石墨烯叉指阵列电极,制备的电极结构为三维多孔石墨烯,电极深度为30 nm,电极宽度约为500 μm;(2)构建了基于金纳米颗粒-三维石墨烯叉指阵列电极的柔性阻抗免疫传感器,用于大肠杆菌O157:H7的检测。该免疫传感器具有检测限低、选择性高、灵活性强等优点;(3)结合微流体系统和磁分离技术,研制了一种新型的阻抗传感器,用于检测各种食源性致病菌的环介导等温扩增(LAMP)扩增子。该传感方法用于检测多种食源性病原菌包括大肠杆菌O157: H7、副溶血弧菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌,检测限低至10个拷贝。本项目研究是对食源性致病菌检测领域的新探索,旨在形成一种新的适用于多种致病菌快速检测的方法。研究成果将有助于推动微电子技术、纳米技术和生物传感技术在食品安全领域的应用。
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Facing Challenges in Real-Life Application of Surface-Enhanced Raman Scattering: Design and Nanofabrication of Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates for Rapid Field Test of Food Contaminants
表面增强拉曼散射在实际应用中面临的挑战:用于食品污染物快速现场测试的表面增强拉曼散射基底的设计和纳米制造
DOI:
10.1021/acs.jafc.7b03075
发表时间:
2018-07-04
期刊:
JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
影响因子:
6.1
作者:
[Shi, Ruyi, Liu, Xiangjiang, Ying, Yibin]
通讯作者:
Ying, Yibin
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
ACS Applied Materials and Interfaces
影响因子:
作者:
[Lan Lingyi, Yao Yao, Ping Jianfeng, Ying Yibin]
通讯作者:
Ying Yibin
Laser-induced noble metal nanoparticle-graphene composites enabled flexible biosensor for pathogen detection
激光诱导的贵金属纳米颗粒-石墨烯复合材料使柔性生物传感器能够用于病原体检测
DOI:
10.1016/j.bios.2019.111896
发表时间:
2020-02-15
期刊:
BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
影响因子:
12.6
作者:
[You, Zhiheng, Qiu, Qiming, Ying, Yibin]
通讯作者:
Ying, Yibin
A novel impedimetric sensor for detecting LAMP amplicons of pathogenic DNA based on magnetic separation
一种基于磁分离检测致病性DNA LAMP扩增子的新型阻抗传感器
DOI:
10.1016/j.snb.2019.127051
发表时间:
2019-12
期刊:
Sensors and Actuators B: Chemical
影响因子:
--
作者:
[Sumaira Sharif, Yixian Wang, Zunzhong Ye, Zhen Wang, Qimin Qiu, Shengna Ying, Yibin Ying]
通讯作者:
Yibin Ying
Highly conductive 1D-2D composite film for skin-mountable strain sensor and stretchable triboelectric nanogenerator
用于皮肤安装应变传感器和可拉伸摩擦纳米发电机的高导电一维-二维复合薄膜
DOI:
10.1016/j.nanoen.2019.05.041
发表时间:
2019-08-01
期刊:
NANO ENERGY
影响因子:
17.6
作者:
[Lan, Lingyi, Yin, Tenghao, Ying, Yibin]
通讯作者:
Ying, Yibin
共 7 条
农产品品质性状信息获取机理与关键科学问题研究
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批准号:U20A2019
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:260.0万元
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批准年份:2020
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负责人:应义斌
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依托单位:
草莓表面农药残留的太赫兹成像快速无损检测机理与方法研究
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批准号:31971779
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:应义斌
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依托单位:
转基因农产品的可见/近红外光谱无损鉴别机理和方法研究
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批准号:60778024
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项目类别:面上项目
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资助金额:7.0万元
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批准年份:2007
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负责人:应义斌
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依托单位:
基于可见/近红外光谱的水蜜桃糖度和酸度在线实时无损检测方法研究
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批准号:30671197
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2006
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负责人:应义斌
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依托单位:
西瓜声学特性与其内部品质的相关性研究
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批准号:30370371
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项目类别:面上项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2003
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负责人:应义斌
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依托单位:
基于计算机视觉的柑桔品质实时检测新方法研究
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批准号:30270763
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项目类别:面上项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2002
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负责人:应义斌
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依托单位:
柑桔的光学特性与品质机器视觉无损检测的研究
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批准号:39800099
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:1998
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负责人:应义斌
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依托单位:
国内基金
海外基金