纳米金磁微粒的过氧化物酶活性及其在免疫层析试纸技术的研究
批准号:
32060224
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
石峰
依托单位:
学科分类:
纳米生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
石峰
中文摘要
2007年Fe3O4纳米粒具有过氧化物酶活性被发现,打破了认为无机材料是生物惰性的传统观念,激发了广大研究者探索纳米酶的兴趣。目前,纳米酶在传染病筛选、癌症的早期诊断、抗菌和生物膜清除等方面已经广泛研究。然而,灵敏度低和pH条件的限制已被公认是纳米酶的主要缺陷,因此探索新型纳米酶、研究催化机制及其筛选辅因子是解决问题的关键。课题组已合成出了向日葵型纳米金磁微粒,该材料具有纳米金的等离子共振吸收和Fe3O4纳米粒超顺磁特性,又能高效偶联抗体蛋白,更重要的是具有纳米酶活性。在本项目研究中,围绕向日葵型纳米金磁微粒的纳米酶活性、催化机理、最适反应条件、辅因子的筛选等科学问题展开研究,以布鲁氏菌病为检测模型,旨在建立一种基于金磁纳米酶为标记的快速、高灵敏度免疫层析试纸技术,该技术不但对我国西部地区布鲁氏菌病的控制流行起着关键作用,而且也可应用于其他高灵敏度的检测领域。
英文摘要
The finding that ferromagnetic nanoparticles possess peroxidase like activity in 2007 broke the traditional concept that inorganic materials were bioinert,and stimulated researchers’extensive interest in exploring other new Nanozymes. Nowadays, the application of nanozymes has been extended to rapid diagnosis, cancer diagnosis and treatment, antibacteria and elimination of biofilms.However, the low sensitivity and pH condition constraint have been identified as the major drawbacks in the application of nanozymes, so this is key to solve the problem is to explore new nanozymes and its catalytic mechanism to screen cofactors and activator。how to improve the selectivity and specificity of nanozymes is another important issue.Fe3O4/Au composite nanoparticles have been synthesized for the first time by our team.The materials have the plasmon resonance absorption of gold nanoparticles and the superparamagnetic properties of Fe3O4 nanoparticles, and efficiently couple the antibody protein. More importantly, the Fe3O4/Au composite nanoparticles has nanoenzyme activity and good stability.In this project, the activities of peroxidase, catalytic mechanism ,cofactor and activator screeningand optimum reaction conditions of Fe3O4/Au composite nanoparticles were studied, and the detection of brucellosis antibody was used as a model to establish a basis. A rapid and highly sensitive immunochromatographic strip for brucellosis based on gold magnetic nanoenzyme labeling will be established.Technology not only plays a key role in controlling the epidemic of brucellosis, but also gold magnetic nanoenzyme technology platform can be applied to other high sensitivity detection fields.
布鲁氏菌病(简称布病)是由布鲁氏菌引起的一类动物源性人兽共患病,在世界范围内广泛流行,尤其是发展中国家。布鲁氏菌是一种兼性胞内寄生致病菌,侵袭力强、传染途径多,人感染后呈持续性感染,目前尚无法根治;家畜感染后主要引发母畜流产,给畜牧业生产造成严重损失。建立一种适用于基层的快速、高灵敏度、定量的即时检测方法是布鲁氏菌病早期诊断和疾病控制的关键。本研究聚焦于纳米金磁微粒的纳米酶活性、催化机理、最适反应条件、辅因子的筛选等科学问题展开研究。通过盐酸羟胺还原柠檬酸和油酸修饰的Fe3O4磁性纳米颗粒,成功制备出两种核壳型金磁微粒,发现油酸修饰的Fe3O4 MNPs制备的金磁微粒具有最高的酶活性,且粒径越小,酶活性越高的特点,显著优于传统胶体金纳米粒。通过深入的酶动力学分析揭示了其类过氧化物酶的活性,并筛选出增强金磁纳米酶活性的辅因子。本项目还探究了不同还原剂对胶体金酶活性的影响,以酒石酸二钠为例,优化了制备条件制备出8种金纳米粒,并对比了8种不同还原剂制备的胶体金,确定了最佳条件下的过氧化物酶催化活性。基于此,我们以布鲁氏菌病抗体检测为模型建立了一种基于金磁纳米酶为标记材料的快速、高灵敏度检测技术,可以在布鲁氏菌感染初期作出早期诊断,解决布鲁氏菌病在我国西部地区防控难题。此外,自主研发的海胆状金纳米粒、彩色乳胶微球、时间分辨乳胶微球等标记材料,结合免疫层析试纸技术和免疫渗滤检测卡技术,构建了高效的免疫层析系统,提升了检测灵敏度和定量精度。本项目发表高水平论文14篇,获得授权专利4项,其中1项已实现成果转化。培养硕士研究生 6 名,同时通过本项目的实施项目组有多家医疗单位参与到本项目中,对建立布病快速检测技术提供了大量帮助,通过四年的研发过程超额完成了预期目标。
基于纳米金磁复合微粒的布鲁氏菌抗体定量免疫层析分型检测技术的研究
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批准号:31360226
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:48.0万元
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批准年份:2013
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负责人:石峰
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依托单位:
国内基金
海外基金