结合光子晶体编码和仿生识别的水中藻毒素分子的多元检测

The pollution of microcystins (MCs) caused by cyanobacterial bloom has been a serious environmental problem in recent years. Definition of the type and concentration of MCs in water is an important component for monitoring , treatment and hazard research of MCs. Therefore, an effective, rapid and simultaneous detection method to various MCs is required. In this project, we propose a new lable-free multiplex detecting technology for MCs based on liquichip which is combined with encoded photonic crystal microspheres and molecular imprinting materials with the ability of biomimetic recognition. Through the research, the MCs imprinted photonic crystal microspheres will be prepared and the structure, molecular recognition properties as well as spectral characteristics of the microspheres will be studied. In addition, the influence of MCs recognition on the reflect spectra of the microspheres will be elucidated. An effective and convenient method for simultaneous analysis of several typical MCs can be established according to the relationship between the reflection peak displacement and the concentration of the target molecule.This new technology will also provide basis for the detection of other related environmental toxins..

随着水体富营养化的日益加剧，蓝藻水华爆发带来的微囊藻毒素（MCs）污染成为一个全球关注的环境问题。明确水中藻毒素的种类和浓度，是监测、治理和研究藻毒素危害的重要基础，因此需要高效、快速的能同时检测水体中多种藻毒素分子的方法。在本项目研究中，我们提出一种基于新型液相芯片的多元藻毒素检测技术。将具有仿生识别功能的分子印迹材料与具有编码功能的光子晶体微球相结合，研究在光子晶体微球缝隙中原位MCs的印迹技术以及所得印迹光子晶体微球的结构、分子识别性能及光谱特性，阐明MCs识别过程对印迹光子晶体微球光谱迁移的影响规律，确立在优化条件下，几种典型MCs分子的印迹编码光子晶体微球反射峰位移量与目标分子的浓度关系曲线和最低检测限，建立高效、快速的水体中MCs的多元检测方法。本项目研究的新技术也为其他环境小分子毒素的高效检测提供了相关基础。

在本项目研究中，我们针对目前水中藻毒素检测存在的问题，提出编码光子晶体微球作为流动载体，结合分子印迹技术实现对藻毒素（MCs）分子的特异性识别，并建立相应的检测。通过胶体晶体微球的反射光谱标记针对不同目标分子的分子印迹聚合物，通过印迹聚合物和MCs分子反应前后的反射光谱的变化来对水中的藻毒素进行快速、灵敏、低成本分析检测。本项目研究的新技术也为其他环境小分子毒素的高效检测提供了相关基础。和目前的传统检测方法相比，本项目开发的多元检测技术具有制备方法简单、成本低、选材范围广且检测响应速度快，灵敏度高等特点，有望成为一种用于污染物检测的新型液相芯片技术。相关研究成果在国内外核心期刊发表研究论文7篇。申请国家发明专利1项，获得发明专利授权1项。结合承担单位相关专业的研究生教育和学科建设，培养博士研究生2名，新增博士研究生1名，硕士研究生2名。在项目研究期间，申请人参加相关国内学术会议1次，国际学术会议1次；通过项目申请人在国内及国际学术会议上做口头报告或墙报的方式，积极和和国内外同行展开交流。