食品中EDCs的高亲和力功能性核酸适体悬浮芯片检测新技术研究

kinds of endocrine disrupting chemicals (EDCs) in food are severely harmful to human health.The object is focused on typical EDCs such as 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), diethylstilbestrol (DES), 17-β-Estradiol (E2), and nonylphenol (4-NP), etc and ready to establish a new target-induced-structure-switching-dissociation systematic evolution of ligands by exponential enrichment technology (TISSD-SELEX) for the preparation of high-affinity functionalized aptamer by discrepant and enrichment screening. Continuous on-line analysis and studies of affinity mechanism for inter-molecular interaction between EDCs and their corresponding high-affinity aptamers are carried out by using of surface plasmon resonance technology. The affinity and specificity are further improved by means of biological informatics. Layer-by-layer self-assembly technology is employed for the film-forming of functionalized aptamer-protein conjugate on the surface of multi-walled carbon nanotubes and immobilization on the fluorescent beads for suspension array. Then, via the optimization and selection of vital reactive conditions and elimination of interferences for multiple channels, the novel suspension array technology based on high-affinity functionalized aptamer for the detection of EDCs is established and various EDCs in foods can be detected. It can be applied in the fields of food hygiene, hygienic inspection and environmental monitoring with theoretical significances and practical values, and broader the development for food hygienic analysis technology.

食品中多种环境内分泌干扰物对人体健康产生严重危害。本项目以污染食品中典型EDCs（如2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英、己烯雌酚、壬基酚和雌二醇等）为研究靶标，建立以新型纳米磁性材料为介质的靶标诱导变构解离-指数扩增配体系统进化技术，进行差异和富集筛选，制备其高亲和力功能性核酸适体；利用表面等离子体共振技术进行EDCs与其高亲和力核酸适体连续在线分子间相互作用分析和亲和力机理研究，进一步提高EDCs功能性核酸适体的亲和力与特异性；采用层层自组装技术实现功能性适体蛋白结合物在多层碳纳米管表面成膜及其在悬浮芯片荧光微球上的固定化；通过实验条件的优化筛选和干扰的消除，建立EDCs高亲和力功能性核酸适体悬浮芯片检测新技术；实现各类食品样品多种EDCs的高通量检测。该项目研究成果可用于食品卫生、卫生检验与环境监测等领域，拓宽食品卫生分析技术的发展，具有很好的理论意义和实用价值。

食品中多种环境内分泌干扰物对人体健康产生严重危害。本项目以污染食品中典型 EDCs——双酚A（Bisphenol A，BPA）、雌二醇(17-β-Estradiol，E2)和多氯联苯（Polychlorinated biphenyls，PCB）、己烯雌酚（Diethylstilbestrol，DES）为研究靶标，建立以新型纳米磁性材料为介质的 TISSD-SELEX 技术，进行差异和富集筛选，制备其高亲和力核酸适配体；采用微量热泳动技术（microscale thermophoresis，MST）对核酸适配体亲和力进行测定；以凝血酶为模式目标物，建立了适配体-悬浮芯片检测凝血酶的新方法，对功能性核酸适配体-悬浮芯片技术检测凝血酶（Thrombin）的新方法进行了特异性和加标回收率的测定，回收率良好，证明核酸适配体-悬浮芯片检测平台在实际检测中有一定应用潜力；将典型的四种EDCs及其适配体，通过将碳纳米管、悬浮芯片系统结合在一起，基于碳纳米材料的比表面积大、可控物理性吸附生物材料特点，通过在悬浮芯片荧光编码微球上固定SWNT，形成刚性骨架结构，利用其丰富的比表面积，物理吸附适配体链，使得适配体的高亲和性结合信号进一步放大，使其具有荧光报告和检测合二为一的功能，通过与微球上碳纳米管的物理吸附，形成灵活的检测平台，在加入靶标物后，采取竞争的方式，使得荧光值发生变化，从而有效检测到目标物。我们建立了适配体-悬浮芯片检测平台检测靶标物BPA、E2、PCB和DES的Logistic回归标准曲线方程，相关系数R2>0.99，最低检出限达fg级，所有检测可在2 h内完成，表明了该检测平台能够快速、灵敏和精确地检测食品中典型内分泌干扰物物质。通过对特异性的检测可得，对靶标物的结构类似物作为干扰分子，不会影响到对目标分子的检测，反映了适配体良好的特异性。总体而言，该检测平台对小分子的环境内分泌干扰物的检测具有较强的特异性，不受其他干扰分子的影响。该研究有望扩展到对其他小分子化学污染物、大分子蛋白质和核酸的检测。相信经过不断的探索和研究，以纳米材料为载体的新型适配体-悬浮芯片检测平台会更加成熟和稳定，从而实现在环境高通量检测、食品检验和卫生防疫等方面的应用价值。