食品中激素类污染物的仿生光子晶体快速筛查及对雄性低剂量联合效应机制研究

近年来我国食品安全重大事件发生频繁，对人民群众的身体健康造成了严重威胁。《食品安全法》颁布后，国家加大了食品中有害物质的筛查和风险评估技术的研究。本课题选取食品中典型激素类污染物双酚A、乙烯雌酚、雌二醇、盐酸克伦特罗、对硫磷与莱克多巴胺等为研究对象，将光子晶体与分子印迹技术相结合，尝试提出全新的"仿生三维光子晶体"概念，发展一种食品污染物可视化快速筛查技术，从而实现对食品中激素类污染物的高选择性痕量定量筛查与检测；以乙烯雌酚和双酚A为模式化合物，开展细胞模型和分子水平上的激素类污染物低剂量长期联合暴露的毒理学研究，通过系列高通量组学技术阐明上述污染物低剂量的联合毒性效应及其机制，结合高选择性定量检测技术，建立食品中同类污染物的毒性预测系统，为激素类污染物的食品安全风险评估提供科学依据。本课题是食品卫生学、卫生毒理学、材料化学、分析化学等多学科交叉的应用基础研究，具有潜在的理论价值和应用前景

（1）探索了分子印迹仿生光子晶体（MIP PC）可视化检测的可行性，实现了以葡萄糖为模式分子的可视化检测。利用葡萄糖为模式分子，构建了用于葡萄糖可视化检测的新型三维紧密型蛋白石光子晶体（3D PNA OCP PC）传感检测器。该PC达到了实时现场快速可视化检测的要求，研究结果发表在Small上。.（2）基于贵金属纳米颗粒局域等离子共振效应，首次实现污染物的可视化检测。将金纳米颗粒（Au NPs）掺杂到MIP PC中，构建了新型Au-MIP PC，首次实现了污染物的可视化检测，建立了双酚A、己烯雌酚、雌二醇等激素类污染物的可视化光子晶体筛查技术，研究结果已投稿Nano today。.（3）制备了不同类型的分子印迹光子晶体，初步阐释了分子印迹仿生光子晶体的光学调控机制。制备了分子印迹的蛋白石光子晶体、分子印迹反蛋白石光子晶体、贵金属掺杂分子印迹光子晶体，构建了分子印迹的蛋白石光子晶体膜，开展污染物与光子晶体结合动力学机制研究，阐释了光子晶体的光学调控机制。.（4）优化了光子晶体制备和检测体系，建立了激素类污染物的光子晶体快速筛查技术。完成了MINPs制备体系的筛选与优化， 制备了激素类污染物高选择性MINPs，采用不同方法制备了3D仿生光子晶体，成功构建了光子晶体传感器，研制了光子晶体材料12种，初步建立了7种污染物的光子晶体快速筛查技术。.（5）构建了BPA/DES单独/联合暴露细胞模型和动物实验模型，初步评价了联合暴露的雄性生殖毒性效应及机制。DES/BPA具有明显的生殖毒性，联合暴露后生殖毒性效应增加，而超低剂量暴露具有明显的兴奋效应。筛选了DES/BPA致甲基化异常基因和miRNA，其中RXRA、Chchd10及部分miRNA可作为DES/BPA生殖毒性暴露的候选的生物标志物。发现内质网应激通路可能是BPS和DES发挥生殖毒性作用的机制之一；初步阐明DES/BPA诱导生殖细胞凋亡和内质网应激的分子机制。.发表SCI论文18篇，中文核心期刊论文1篇，在投的SCI文章4篇，主编专著1部、参编国际专著3部；申请发明专利6项、获授权发明专利1项，部分技术获得天津市科技进步一等奖1项、中国分析测试协会科技进步特等奖1项；培养硕士生8名，博士生5名，博士后1名；参加国内外学术会议10次。