基于适体功能化石墨烯纸传感器阵列的乳品多种抗生素残留快速检测方法研究

Immunoassay is one of the most important technical methods in the field of antibiotic residues detection. However, the high-cost and difficult-synthesis of antibodies, and expensive instruments have limited its wide application in this field. Therefore, we developed a novel method based on aptamer functionalized graphene paper sensor array for rapid and simultaneous detection of antibiotic residues in dairy products, in which the most novel research achievements in the field of molecular biology technique, potentiometry and nanotechnology were adsorbed. The main contents includes: (1) investigate the process parameters in the fabrication of paper sensor array and establish the optimal model; (2) investigate work mechanism of the aptamer-based potentiometry and establish the detection model for antibiotic molecules; (3) investigate the model for the simultaneous detection of antibiotic residues in dairy products using aptamer functionalized graphene paper sensor array. The ultimate goal of this study is to foundation of a novel method for the multi-component detection of antibiotic residues in dairy products. This research would accelerate the pace of application of molecular biology technique and nanotechnology in the field of antibiotic residues detection.

免疫分析法一直是抗生素残留检测领域的重要技术手段之一，但由于抗体成本高、合成困难以及检测仪器昂贵等问题限制了其在该领域的广泛应用，为此，本项目结合分子生物学技术、电位分析法以及纳米技术领域的最新研究成果，研究探索一种基于适体功能化石墨烯纸传感器阵列的电位分析法，用于实现对乳品中多种抗生素残留的快速同时检测。研究内容主要包括：（1）研究纸传感器阵列制作过程的工艺参数并建立最优模型；（2）研究基于适体的电位分析法检测抗生素分子的工作机理并建立检测模型；（3）研究适体功能化石墨烯纸传感器阵列用于乳品多种抗生素残留同时检测的模型。本项目研究是对食品抗生素残留检测领域的全新突破，将形成一种新的适用于乳品抗生素残留多组分快速检测的方法。研究成果将有助于推动分子生物学技术和纳米技术在抗生素残留检测领域的应用步伐，研究工作具有重要的学术价值和广阔的应用前景。

作为一种重要的动物性食品，乳品抗生素残留问题一直受到国际社会的重视。准确和快速地检测乳品中抗生素残留，对于乳品质量评价和人类健康保护有极其重要的意义。本课题在现有基于适体的分析方法的基础上，针对其存在的一些问题与不足，研发了基于适体的电位分析方法，主要进行了以下几个方面的研究并取得了一些研究成果：1）将适体引入电位分析法中，研发了一种基于适体的电位分析法，并成功用于乳品抗生素残留的快速检测；2）将石墨烯纸用于构建电位适体传感器，研究并建立了基于石墨烯纸的电位适体传感器检测模型；3）研究适体功能化石墨烯纸传感器阵列同时检测多种抗生素分子的可行性，并建立了检测模型；4）在完成上述研究任务的基础上，进一步拓展了基于石墨烯纸传感器件阵列的应用范围，研发了基于石墨烯纸传感器件阵列的矿物质元素检测方法，包括钾离子和钙离子，并将其用于实际样品检测，均取得了较好的分析结果。课题所研究的这些技术均已完成了实验室的工作，进一步研究改善后将会有实际应用价值。课题组也已经发表多篇学术论文并申请了相关的发明专利。