DNA荧光传感器耦合机器视觉技术源头检测黄曲霉毒素产毒基因nor-1作用机制研究

基本信息
批准号:31901799
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:李雅琪
学科分类:
依托单位:江苏科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
真菌毒素DNA荧光传感器快速检测机器视觉黄曲霉毒素产毒基因nor1
结项摘要

Aflatoxin (AFT) can seriously endanger the safety of human life. However, the existing methods for source detection of AFT are time-consuming, high misjudgment rate and low sensitivity. It is urgently necessary to develop the rapid, intuitionistic and sensitive method to detect and control the Aflatoxigenic nor-1 from the source of AFT. In this study, we propose a novel test method by fusing DNA fluorescence sensor and machine vision based on Mn dopped CdTe/ZnS core-shell quantum dots (Mn-CdTe/ZnS) for aflatoxigenic nor-1 in maize. Firstly, an optimized detecting platform for fluorescence spectra and machine vision will be organically integrated in numerical analysis. Secondly, we will clarify the response law of Mn-CdTe/ZnS from fluorescence spectra and color imaging from complex background, and extract the characteristic variables from massive image data to analyze and identify the fluorescence enhancement mechanism for stability. Thirdly, we explore the assembly method for DNA bio-probe and DNA fluorescence sensor to reveal the fluorescence resonance energy transfer between DNA bio-probe and graphene oxide. Finally, we will illuminate the mechanism of mutual compensation of the information expressed by nor-1 in the fluorescence spectra and machine vision, based on this, exploit various data mining methods, including the characteristic image variable extraction, spectral information fusion and model constructing, to establish a nor-1 prediction model with the excellent stability and sensitivity. This research will contribute to the theoretical and experiment basis for the design and fabrication of intuitive and stabilized method to detect and control the nor-1 from the source of AFT.

黄曲霉毒素(AFT)能够严重危害人类生命安全,而现有的AFT源头检测方法耗时、误判率高、灵敏度低,因此迫切需要研究一种快速、直观、灵敏的AFT的源头检控方法。本研究拟以玉米中AFT产毒基因nor-1为检测对象,提出一种Mn-CdTe/ZnS量子点DNA荧光传感器耦合机器视觉检测新思路。解析Mn-CdTe/ZnS量子点在复杂本底下的成像颜色和荧光光谱的响应规律,实现海量图像数据中特征信息的提取,探究Mn-CdTe/ZnS荧光稳定性增强机制;探索生物探针和DNA荧光传感器的组装方法,揭示生物探针和氧化石墨烯的FRET机制;阐明荧光光谱和机器视觉在AFT产毒基因nor-1响应上的信息互补机制,并开拓特征图像信息提取、光谱特征信息融合和模型构建等数据挖掘方法,建立一个稳定性好、准确度高的nor-1预测模型。项目研究成果为发展直观、稳定的AFT产毒基因nor-1的源头检测提供理论依据和实验基础。

项目摘要

发展高性能的黄曲霉产毒菌及其毒素检测方法对提升粮油食品的安全性,保障人民安全和减少经济损失具有重要的意义。本项目针对现有的黄曲霉毒素产毒基因源头检测方法耗时、误判率高、灵敏度低等问题,拟以提升纳米材料的性能为出发点,利用操作简便、准确性强、灵敏度高的光学、视觉分析技术,结合DNA的高识别性能,构建荧光DNA传感器和适配体传感器,应用于实际样品中黄曲霉毒素产毒基因及其毒素的高性能检测。项目研究通过设计和制备具有良好荧光性能的量子点信标物质,采用核壳型结构改善荧光信标物质的稳定性和分散性提升了检测灵敏度;进一步与目标基因的DNA探针或毒素的适配体传感方法的高特异性结合,构建DNA荧光传感器检测黄曲霉毒素产毒基因及其产毒基因,提升了检测的灵敏度和特异性,简化了检测过程。该研究可突破现有的黄曲霉毒素检测步骤滞后、操作复杂、仪器昂贵的瓶颈,具有较高的学术理论价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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