基于仿生纳米探针的循环放大技术检测海洋中赤潮生物毒素

Facing the need of red tide monitorting and management of state as well as relative basic study, aptamer functionalized nanoparticle probes were coupled with biocycle amplification strategy for the early monitoring and quantitative determination of marine red tide biotoxins, which is harmful for the marine ecology and public health. By combination of optics, electronic and magnetic biosensor technics, biosensing and imaging methods will be developed based on the bionic molecular recognition system by screening aptamer and construction of nano bioprobes. The multifunctionalized nano bioprobes would be in coupled with isothermal cycle amplification strategy for the high sensitive detection and imaging analysis of multiple red tide biotoxins in complex biosystem and marine environment, meeting the demands of identification and quantitative determination of red tide biotoxins for different precision and space-time scale.

本项目面向国家赤潮监测、管理与相关基础研究的迫切需求，以严重危害海洋生态和公众健康的海洋赤潮毒素的早期监测与定量检测为导向，结合海洋科学、纳米科学和分析化学等交叉学科的前沿研究成果，将核酸适体功能化的纳米粒子探针与生物循环放大技术相结合，用于检测分析海洋中赤潮生物毒素。通过筛选核酸适体、构建纳米生物探针等仿生分子识别体系，结合光、电、磁等高灵敏传感技术，建立传感与成像新方法。将多功能纳米生物探针及等温循环放大方法相结合，实现对复杂生物体系及海洋环境中微量或痕量多靶标赤潮毒素的高灵敏检测及成像分析，以满足不同精度、不同时空尺度赤潮毒素的鉴定与定量检测技术体系的要求。

赤潮严重危害海洋生态和公众健康，本项目以赤潮毒素的早期检测、管理和相关基础研究为导向，将海洋科学、纳米科学和分析化学等交叉学科的前沿技术用于检测分析海洋中赤潮生物毒素。本项目构建了（1）潮藻细胞核酸适体筛选方法，运用SELEX技术，从合成的随机单链DNA（ssDNA）文库中筛选出赤潮毒素的特异性适体；（2）纳米生物探针的研究方法，设计了仿生识别分子或生物识别分子修饰纳米金、量子点、多孔纳米材料、碳纳米管和磁性纳米粒子等纳米材料，实现了对单个分子或细胞的快速检测和对有毒赤潮藻的高灵敏成像；（3）同时检测石房蛤毒素和大田软海绵酸的研究方法，实现了核酸外切酶靶标回收和杂交链式反应双扩增信号的无标记比色适配体传感器检测石房蛤毒素。目的旨在建立高灵敏度、高准确度的赤潮毒素研究新方法和新技术，实现基因水平上的赤潮毒素早期监测，满足不同精度、不同时空尺度要求的赤潮藻鉴定与定量检测技术体系。