微流控电化学免疫芯片农药多残留检测关键问题

建立一种快速、准确且自动化程度高的农药多残留检测技术是保障农产品安全的有效途径。本项目以抗原、抗体特异性免疫分析为理论基础，利用微流控芯片分析过程的微型化、集成化的优点，构建以微流控芯片为反应平台、电化学免疫传感器为检测器的农药多残留在线检测。研究微流控体系抗原抗体免疫反应的电化学机理，建立电极表面的免疫反应的动力学模型，设计抗体在微通道电极上的固定和修饰，解决样品的非特异性吸附，实现样品检测的高灵敏度、稳定性和重现性；研究多通道微流控芯片的结构、尺寸、微通道上微电极的位置及空间排布规律对电化学免疫传感器性能影响，建立多通道微流控芯片与物质扩散系数及电子转移速率的关系,为设计适合电化学免疫阵列传感器的微流控芯片提供理论指导。以上研究为高通量、自动化、微型化的农药残留仪器研制提供理论依据和技术支撑。

农业生产中超剂量滥用农药，造成农产品中农药残留的多样性和复杂性，对食品安全及人类健康构成了很大威胁。寻找一种现场、快速、准确且自动化程度高的农药多残留检测技术是保障农产品安全的有效途径。将微流控芯片和免疫传感技术结合可以使这个目标得以实现。围绕上述问题，本项目主要研究了基于微流控芯片的免疫传感器的农药残留检测技术。构建了以微流控芯片为反应平台、电化学免疫传感器为检测器的农药多残留在线检测系统。其中包括，微流控芯片（微反应池，微通道，微阵列电极），微量注射器，阻抗分析仪。研究了基于纳米金和三维复合膜和基于4’4-硫代联苯硫酚/电沉积纳米金层层自组装免疫传感器电极修饰方法。研究了基于蛋白A/电沉积纳米金修饰的免疫传感器抗体定向固定方法，并将纳米材料修饰电极方法及蛋白A抗体定向固定方法用于微流控芯片免疫传感器的制备过程中。明确了抗体在微通道电极上的固定和修饰方法，解决了样品的非特异性吸附，实现样品检测的高灵敏度、稳定性和重现性。研究了电极表面的免疫反应的动力学过程，并建立了免疫反应的动力学模型，明确了微流控体系抗原抗体免疫反应的电化学机理。研究了微流控芯片的结构、尺寸、微通道上微电极的位置及空间排布规律对电化学免疫传感器性能影响，为设计适合电化学免疫阵列传感器的微流控芯片提供理论指导。以上研究为高通量、自动化、微型化的农药残留仪器研制提供理论依据和技术支撑。