磁诱导分子印迹光子晶体传感器对热加工食品中丙烯酰胺可视化识别
批准号:
32060577
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
彭海龙
依托单位:
学科分类:
食品安全与品质控制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
彭海龙
中文摘要
丙烯酰胺(AA)是淀粉类食品热加工产生的有害成份,如何有效监测热加工过程中产生的AA已成为近年来食品安全研究热点。基于色谱等常规方法难以实现实时监测,因此发展简单快速检测技术极其重要。本项目利用量子化学和虚拟模板印迹方法设计对AA具有精准识别的分子印迹聚合液(MIPs),同时合成空间位阻效应磁性光子晶体。在磁诱导和紫外聚合下构建空间位阻型分子印迹光子晶体可视化传感器(SMA-MIPCMs)。使用自洽场理论计算MIPs层吸附AA前后印迹孔穴构象变化及对空间位阻力的影响,结合磁诱导效应对传感器基元结构进行有效调控,使SMA-MIPCMs达到最佳可视化效果。本项目将虚拟模板分子印迹、磁性光子晶体、可视化传感等策略集成于食品安全领域,构建对AA具有精准识别、高效富集和实时监测新技术,实现热加工过程中由原料至产品AA在线监测,本项目实施对保障热加工食品质量安全和消费者健康具有重要意义。
英文摘要
Acrylamide (AA) is a toxic and harmful component produced in hot-processing starch foods. Recently, how to effectively monitor AA in the hot-processing foods has become a research hotspot in food safety. It is difficult to on-site and real-time monitor AA with conventional chromatography methods, thus it is very important to develop a simple and fast detection technology for AA detection. In this project, the quantum chemistry and dummy-template methods were used to design molecularly imprinted polymers for accurate AA recognition, and superparamagnetic nanoparticles with steric hindrance effect were also synthesized. And then, a steric magnetic molecularly imprinted photonic crystal visual sensor (SMA-MIPCMs) was developed under magnetic induced self-assembly and UV polymerization. Self-consistent field theory was used to calculate the conformational changes of imprinted holes before and after AA adsorption, and the structure of sensor elements was effectively regulated combining with magnetic induction effect, which help the SMA-MIPCMs to reach the ideal visualization. The principal component analysis method was sued to evaluate the selectivity of SMA-MIPCMs and investigate the distinguishing ability in the complex food samples. In this project, the molecular imprinting, photonic crystal, and visual sensing technologies were integrated into the food safety field, and then a novel method was developed for accurate identification, efficient enrichment, and real-time monitoring of AA. The novel method was used real time reflect the AA contents change from raw materials to products, which is very significance to ensure the quality and safety of hot processed food.
项目背景:富含碳水化合物蛋白质的植物性食物在油炸及焙烤等高温(>120 °C)烹饪处理下容易产生丙烯酰胺(Acrylamide, AA),AA具有一定的毒副作用。因此,构建食品热加工过程中AA的快检方法极其重要。主要研究内容:构建形貌可控的铁离子-聚多巴胺超结构(哑铃状、刺猬状和花状)磁性纳米酶传感器和铁铜双金属磁性传感器,结合智能手机和RGB技术设计了便捷式快检平台,实现了对热加工食品中AA精准快速可视化检测。同时,以铁基材料或分子印迹技术为基础成功合成了系列磁性传感器(磁性多孔分子印迹传感器,磁性纤维多孔比色传感器,磁性分子印迹阵列,磁性中熵和高熵传感器),结合智能手机设计了系列POCT快检平台,实现对食品/环境中污染物和疾病因子快速精准检测。重要结果及关键数据:本研究构建的磁性材料传感器表现出优异过氧化物酶样活性,催化H2O2产生大量自由基,可将无色TMB氧化为蓝色oxTMB。而谷胱甘肽具有较强俘获自由基能力,使传感器类酶活性降低,而类酶活性可以通过GSH和AA之间的硫醇-烯迈克尔加成反应快速恢复。基于上述原理,设计系列磁性可视化传感器,结合智能手机和RGB技术构建智能便捷式快检平台,实现对热加工食品中AA的快速可视化检测,该检测平台具有快捷和现场即时检测性能,通过HPCL法验证了该快检平台的实用性和可靠性。同时,将本课题将合成的Fe基传感器、智能手机和RGB技术集成设计了系列POCT平台,实现了对食品污染物(抗生素、农残)和疾病因子(如谷胱甘肽,葡萄糖,多巴胺等)快速精准识别。科学意义:本课题研究内容对食品热加工过程中生成的AA或其他污染物快速筛查、检测和实时动态反馈提供新方法和新技术,为加工过程AA生成即时减控干扰提供第一手更快和更有效的信息。为开发新型的快检技术提供了一定的理论参考。
维度可控金属有机配体分子印迹纳米酶对有机磷农残现场即时检测研究
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批准号:32360619
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32万元
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批准年份:2023
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负责人:彭海龙
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依托单位:
食品中酚类雌激素环境响应分子印迹磁性复合微球构建、识别机理及应用研究
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批准号:31660482
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:39.0万元
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批准年份:2016
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负责人:彭海龙
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依托单位:
环境响应性"开-关"智能纳米容器的构建及对槐定碱靶向触发释放研究
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批准号:21201098
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2012
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负责人:彭海龙
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依托单位:
国内基金
海外基金