可视化BPE-ECL技术用于农产品中真菌毒素检测方法研究
批准号:
21804071
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
27.5 万元
负责人:
刘元建
依托单位:
学科分类:
B0402.电分析化学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢一辰、苑蘅、史昕平、刘昀、王洋
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中文摘要
目前,国内农产品存在规模小、分散、晾晒方法不科学等问题,且商品化的酶联免疫试剂盒、薄层色谱、胶体金免疫层析等真菌毒素快检方法的假阳性率普遍较高,影响了食品生产企业的自检和监管机构的监测效果。本项目将设计、制备闭合式BPE,从而将反应体系与信号测量体系进行物理隔离;在闭合式BPE的阴极端沉积金纳米粒子,使其降低电极反应的电势,增大电极反应的电流;采用共价作用或非共价作用实现真菌毒素的抗体或核酸适体在金纳米粒子上的组装固定,利用抗体或核酸适体和真菌毒素之间的特异性识别,构建农产品中真菌毒素的检测方法;开发闭合式BPE可视化阵列芯片,实现真菌毒素快速、灵敏的成像检测,弥补国标方法检测真菌毒素耗时、成本高、工作量大等不足,降低劳动强度,提高检测效率,适应现代批量筛查的需求。
英文摘要
Mycotoxins are usually not destroyed by food grain processing or food cooking by the heating. At present, the domestic agricultural products are small-scale, scattered, unscientific drying methods. Additionally, it is generally high for false-positive rates of commercial ELISA, TLC and colloidal gold immunochromatography, affecting the self-inspection results of food production enterprises and monitoring results of regulatory agencies. Therefore, it is of vital importance to develop efficient advanced methods for rapid detection of mycotoxins and to achieve miniaturized, integrated and multichannel detection of instrument. It is easier to build the detection device for bipolar electrode (BPE) and the external power supply without wires connected. Additionally, BPE physically separates the reaction system from the signal measurement system. The analytes do not participate in the ECL reaction of the anode, avoiding the direct contact between the photoactive molecules and the complex reaction system, greatly expanding applied range of the ECL. At the same time, BPE is also easily arrayed, capturing the ECL signal on each sensing interface with a CCD for high-throughput detection increases the amount of information obtained in a single analysis. The perfect combination of BPE and ECL technology has many of these advantages, ideal for analysis of mycotoxins in more complex agricultural products.
为了阻止真菌毒素带来的食品安全问题和减少经济损失,开发真菌毒素快速、灵敏的检测方法显得尤其重要。.本项目设计、制备闭合式双极电极,在闭合式双极电极的阴极端沉积金纳米粒子,通过共价作用或非共价作用实现真菌毒素的抗体或核酸适体在金纳米粒子上的高效组装与固定,利用抗体或核酸适体和真菌毒素之间的特异性识别作用,构建基于BPE-ECL技术的真菌毒素电化学生物传感器,建立农产品中真菌毒素快速检测。.本项目研究组围绕拟定的研究目标,成功设计、制备闭合式丝网印刷双极电极,并在所制备的双极电极阴极端进行镀金,然后对所制备的电极进行电化学性能评价。其次1)利用层层组装技术将黄曲霉毒素AFB1的单克隆抗体组装在阴极端,制得双极电极功能传感界面(阴极端)。然后利用免疫竞争方法,使得待测抗原AFB1存在时,信号采集界面(阳极端)有明显的电致化学发光信号响应,构建谷物中AFB1电致化学发光检测方法。结果表明,该传感器对AFB1的分析性能良好,线性范围为0.1-100 ng mL-1,最低检测限为0.033 ng mL-1。在对六种谷物的回收实验中,该传感器的回收率和准确性优于商品化ELISA试剂盒。2)通过DNA正四面体纳米结构将赭曲霉毒素A(OTA)的核酸适配体(aptamer)有序组装在阴极端,使得待测样品中存在OTA时,触发功能传感界面上进行苯胺聚合反应,生成具有电化学活性的聚苯胺,引起信号采集界面(阳极端)的电致化学发光信号变化。该生物传感器具有较高的灵敏度(LOD:3 pg mL-1),同时该生物传感器(仅采用粉碎、提取处理)与高效液相色谱(HPLC)分析(传统国标预处理方法:GB5009.96-2016)的平均加标回收率分别为94.2%,97.5%。在简化的前处理方法下,该生物传感器的准确度与HPLC分析结果相似。该项目构建的生物传感器以闭合式双极电极的阴极端作为功能传感界面,以阳极端作为信号采集界面。分析物不需要参与阳极的ECL反应,避免了光活性分子与复杂反应体系的直接接触,大大降低了复杂食物基质对信号采集的影响。
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
A multicolor electrochemiluminescence device based on closed bipolar electrode for rapid visual screening of Salmonella typhimurium
基于封闭双极电极的多色电化学发光装置快速目视筛查鼠伤寒沙门氏菌
DOI:10.1016/j.snb.2021.130761
发表时间:2021-09-29
期刊:SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
影响因子:8.4
作者:Luo, Yun;Lv, Fenglan;Xiong, Xiaohui
通讯作者:Xiong, Xiaohui
Chronocoulometric aptamer based assay for staphylococcal enterotoxin B by target-triggered assembly of nanostructured dendritic nucleic acids on a gold electrode
通过金电极上纳米结构树突状核酸的靶标触发组装,进行基于计时库仑适体的葡萄球菌肠毒素 B 测定
DOI:10.1007/s00604-019-3236-9
发表时间:2019-02-01
期刊:MICROCHIMICA ACTA
影响因子:5.7
作者:Chen, Xiaoye;Liu, Yun;Xiong, Xiaohui
通讯作者:Xiong, Xiaohui
Temporal sensing platform based on anodic dissolution of Ag and cathodic biocatalysis of oxygen reduction for Staphylococcus aureus detection
基于银阳极溶解和氧还原阴极生物催化的金黄色葡萄球菌检测的时间传感平台
DOI:10.1016/j.foodchem.2022.132404
发表时间:2022
期刊:Food Chemistry
影响因子:8.8
作者:Bin Chen;Qin Tao;Fanglin Qiao;Yunjie Fei;Yuanjian Liu;Xiaohui Xiong;Songqin Liu
通讯作者:Songqin Liu
Ultrasensitive detection of Staphylococcal enterotoxin B in milk based on target-triggered assembly of the flower like nucleic acid nanostructure
基于花状核酸纳米结构靶向触发组装牛奶中葡萄球菌肠毒素B的超灵敏检测
DOI:10.1039/c9ra08869e
发表时间:2019-12
期刊:RSC Advances
影响因子:3.9
作者:Xiong Xiaohui;Luo Yun;Lu Yichen;Xiong Xiong;Li Yi;Liu Yuanjian;Lu Lixia
通讯作者:Lu Lixia
Synergistic Effects of DNA Structure for Ultrasensitive Detecting OTA in Grains
DNA 结构对超灵敏检测谷物中 OTA 的协同作用
DOI:10.1007/s12161-021-02060-x
发表时间:2021-06
期刊:Food Analytical Methods
影响因子:2.9
作者:Wei Yuan;Lixia Lu;Yichen Lu;Xiong Xiong;Yi Li;Xiaowen Cui;Yuanjian Liu;Xiaohui Xiong
通讯作者:Xiaohui Xiong
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