强抗干扰型食品危害物快速均相免疫分析新方法研究

Fluorescence resonance energy transfer (FRET) immunoassay is a homogeneous assay, which is built on the interaction between energy donor and acceptor brought to proper distance exlusively through immune-recognition. FRET immunoassay always showed pronounced specificity and has been found broad application in bioassay. Nevertheless, FRET immunoassay often suffered from fluorescent backgound of colors and biomolecules in varous food matixes. In this proposal, upconverting fluorescence nanocrystals (UCP) and polyphenylenediamine nanoparticles, as energy donor and acceptor, will be prepared and modified with antibody and antigen. How the key factors of FRET immunoassay ate related to the performance of this analytical method will be explored. Through tailoring the antibody and antigen of food hazard molecule, the distance between the donor and acceptor will be adjusted, which affects the FRET efficiency. By orientated　immobilization of the antibody and designing the space arm of hapten, the interaction between antibody and antigen will be tuned finely. These strategies have the high potential of improving the performance of this analytical method against small molecule in food. To move forward, UCP nanoparticles will be explored for fabricating simultaneous detection against multi-hazard molecules in food. These works will improve the development of the theory on FRET immunoassay, and also will fabricate a robust platform of high performance for detecting small molecule hazards in food.

荧光共振能量转移（FRET）免疫分析是基于分子识别驱动和专一的供体-受体作用，具有显著的特异性和广泛应用均相分析技术。但是FRET免疫分析常采用紫外-可见光激发的能量供体，在这一激发波段，难以克服各种食品基质中色素和生物分子的荧光背景干扰。本项目拟以上转换荧光纳米和聚苯二胺纳米为FRET供体-受体对，探索影响基于上述FRET体系的均相免疫分析方向性能的关键因素。通过裁剪食品危害物的抗体分子，调控供体-受体的间距提高共振能量转移效率，以及定向偶联抗体分子和和设计半抗原空间臂，调控其相互作用动力，提高针对富含色素食品基质中小分子危害物的FRET免疫分析方法性能；探索构建同时检测多种食品小分子危害物的FRET均相免疫分析方法。本项目研究将深化对FRET均相免疫分析的理论认识，并构建抗复杂食品基质干扰、针对食品小分子危害物检测的高性能技术。

荧光纳米传感方法具有灵敏度高、检测快速等优点，在食品危害物的检测中获得了广泛的应用。但是，由于食品相关样品的基质较为复杂，常常存在较高的荧光背景，以及基质干扰强等问题，这对荧光纳米传感方法带来了许多限制。. 针对上述问题，本项目开展了如下工作：（1）通过制备低荧光背景的上转换荧光纳米材料（UCNPs），以UCNPs与赭曲霉毒素核酸适配体的偶联物和纳米金-核酸偶联物构筑的荧光共振能量转移（FRET）体系为基础，研究其传感应用的影响因素，发现UCNPs-核酸偶联物、纳米金-核酸偶联物的制备方法、核酸裁剪等因素对FRET检测方法具有重要影响。（2）设计制备了一种新型的荧光素标记的银纳米片复合物（F-TrAgNPs）。基于荧光共振能量转移和过氧化氢刻蚀作用，构建了一项高灵敏的信号“开启”模式的过氧化氢荧光检测传感方法，具有灵敏度高、检测快速、抗基质干扰性好等优点。（3）制备了具有较大stoke位移荧光金纳米簇（BSA-ANCs），基于Au+-Hg2+之间的相互作用所导致的金纳米簇荧光淬灭，以及Hg2+与黄曲霉毒素B1之间的螯合作用所导致的荧光恢复，建立了一种“荧光开启”模式的快速灵敏检测黄曲霉毒素B1的方法。（4）同时，还探索应用高催化活性的纳米模拟酶，开展食品中危害性离子（Hg2+，Pb2+，Cu2+，Ag+，SCN-等）的比色检测新方法研究，发现了上述离子对特定纳米模拟酶的特异性抑制作用，同时还发现，通过筛选纳米模拟酶表面配基，可以显著提高纳米模拟酶传感方法的选择性和抗基质干扰能力。. 上述工作为高抗基质干扰的食品危害物纳米传感方法开发提供了丰富的策略