食品中小分子危害物直接非竞争快速检测及其增敏新方法研究

Detection of hazards with small molecular weight is one of the important research area in food safety monitoring. It is of great importance for monitoring the existence, transfering and variation of small molecular weight hazards in foods by developing rapid and ultrasensitive detection methods and also for supporting technological support of food safety guarantee. In order to break through technological bottleneck of indirect competitive model-based methods for small molecular weight hazards, this project will take samll conventional molecular weight hazards in food as the targets. By designing the recognition units of the methods based on the aptamers to hazards, novel direct non-competitive model based methods could be developed for on-site and rapid detection of small molecular weight hazards.Furthermore, signal amplifcation strategies will be carried out for ultrasensitive detection of small molecular weight hazards based on the developed direct non-competitive methods. With the accomplishment of this project, a new general guiding strategies will be put forward for developing direct non-competitive model based methods for small molecular weight hazards. And new detection and siganl amplfication principles will also be constructed. The research achievements will give the effective technological and theoritical guarantee for rapid and ultrasensitive detection of small molecular weight hazards in food safety monitioring.

小分子危害物检测是食品安全检测中的重要研究领域之一,建立小分子危害物的快速、超灵敏检测新方法对于及时监控食品中目标小分子危害物的存在、迁移变化规律具有重要意义，为保障食品安全提供技术支撑。突破小分子快速检测传统方法主要基于间接竞争模式的技术瓶颈，本项目拟以食品中主要常见小分子危害物为检测对象，对小分子危害物的核酸适配体探针进行识别单元设计，建立食品中常见小分子危害物直接非竞争模式的现场、快速检测新方法，在此基础上进一步进行直接非竞争模式快速检测方法的增敏研究，实现小分子危害物的快速、超灵敏检测。通过项目的实施，提出通用型小分子危害物直接非竞争模式快速、超灵敏检测方法建立的指导策略，建立通用型小分子危害物直接非竞争模式快速检测及其信号增敏总结性原理。项目研究成果将为食品安全小分子危害物的现场、快速、超灵敏检测及其监控提供有效的技术手段和理论支撑。

本项目为国家自然科学基金面上项目，执行期4年，经过四年执行期，本项目主要开展了以下几个方面的食品安全快速检测方面的工作：（1）开展了基于核酸识别探针的重金属汞离子侧向层析快速检测新方法、基于核酸识别探针的胶体金双重标记重金属汞离子超敏检测新方法以及基于宏阵列技术的重金属汞离子高通量检测新方法，对水资源、动物组织等样本中汞离子实现了不同要求的准确检测；（2）以食品中常见生物毒素（黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A）为检测对象，利用生物毒素的核酸适配体作为检测方法的核心识别分子，分别构建了基于滚环扩增反应原理的赭曲霉毒素A荧光超敏分析新方法、基于异质型酶催化核酸扩增体系的黄曲霉毒素B1超灵敏检测新方法以及基于电化学传感界面的金纳米粒子多重自组装技术原理的赭曲酶毒素A的超敏检测新方法；（3）构建了基于功能化核酸引物探针的致病菌扩增比色分析新方法，实现了目标致病菌毒力基因的快速、方便检测；以滚环扩增反应为信号增敏措施，分别构建了食源性致病菌危害物的表面增强拉曼和电化学传感新方法，实现了食品中目标致病菌的超敏检测；（4）建立了基于胶体金多重标记侧向层析技术原理的信号增强型牛奶中三聚氰胺快速检测新方法，实现了对传统胶体金试纸条检测牛奶三聚氰胺灵敏度的改善，提高了检测方法的灵敏度，进一步提高了牛奶中非法添加三聚氰胺检测结果的准确性；同时，项目在经典的微孔板比色技术平台上，利用氯霉素的核酸适配体作为识别探针，构建了基于微孔板氯霉素比色分析新方法，成功实现了利用核酸适配体探针进行化学危害物检测，具有较好的实际应用前景。.项目建立基于核酸探针食品安全危害物快速检测新方法4大类，13种检测新方法，建立检测信号增敏新方法4种；发表论文17篇，其中SCI文章16篇（均标注项目资助），其中影响因子大于5的SCI文章14篇，申请专利5项，授权发明专利1项；培养博士研究生3名，硕士研究生11名，研究团队引进博士1名。