基于微流控纸芯片分子印迹技术检测环境藻类毒素研究

With the industrial development, environmental pollution has become increasingly serious, the monitoring of algae toxin pollution has become an important topic in the country. This project focus on the specific environmental pollutant algae toxins, and combined with the paper-based microfluidic's advantages such as low reagent consumption, high throughput, portability and on-site detection, the use of highly selective molecularly imprinted advantages of high specificity detection, preparation for molecularly imprinted material by chemical bonding and construction of appropriate wrapped multi-layer, and make the molecularly imprinted shell structure with specific recognition fluorescence quantum dot, to study the molecular recognition processes and signal detection mechanism, and explore new molecular imprinting technology and new principles for the detection of algal toxins. Based on the development of new environmental pollutants algae toxin on microfluidic platform,it has a very broad application prospects. The study also has important practical significance for improving chemical accident emergency rescue and processing capacity.

随着工业的发展，环境污染也日趋严重，其中以藻类毒素为代表的环境污染的大型事件不断增多，对其的监测和检测已经成为国家的重要研究课题，本项目针对环境藻类毒素，结合微流控纸芯片技术的试剂消耗量小、通量高、便携化、易于现场检测等优势，利用分子印迹的高选择性、高特异性检测的特点，制备适合的分子印迹材料，通过化学键合和多层包裹方法构建适宜的、具有特异识别能力的分子印迹荧光量子点壳层结构，研究其分子识别过程和信号检测机制，探索用于藻类毒素检测的分子印迹新技术与新原理，最终充分有效发挥两种技术的特长，发展基于微流控芯片的环境污染物检测的新型藻类毒素快速检测技术，具有非常广阔的应用前景；该研究对提高化学事故应急救援与处置能力也具有重要的现实意义。

微囊藻毒素的快速检测技术研究在食品安全、环境监测等领域受到高度关注。本项目开展了基于微流控纸芯片的分子印迹技术检测环境藻类毒素研究。发展了功能化铁酸锌功能纳米粒子合成和纳米酶催化信号增强策略，通过利用片段分子印迹技术和芬顿反应来测定复杂水样中的微囊藻毒素，开发了新型的基于微流控纸基平台的比色和荧光传感器，建立了系列复杂样品中痕量目标物光谱快速检测方法；结合快速样品前处理技术及分离富集检测一体化策略，实现了食品、环境等复杂样品中微囊藻毒素的快速检测。同时依托该项目我们团队研究基于先进功能材料的纸基传感机制，探索了荧光传感、电化学传感以及比色传感机制在纸芯片平台上的构建，研究设计了一系列低成本、便捷化、灵敏性、选择性的快速分析方法与纸芯片装置，为分析质检领域提供快速高效、准确可靠、环境友好的快速检测提供了新技术和新方法。项目取得的成果包括（1）在包括Analytical chemistry，Journal of Hazardous Materials , Biosensors and Bioelectronics等杂志发表论文30篇，其中SCI论文27篇（其中影响因子大于5的19篇），以第一作者或通讯作者署名的论文包括中科院一区TOP期刊11篇，申请专利4项，获批2项；（2）培养已毕业博士和硕士研究生5人，在读博士后1人，在读博士生3名；（3）探索开发了荧光传感、电化学传感以及比色传感机制在纸芯片平台上的构建；（4）形成了一套有关微流控纸芯片的设计和加工理论；（5）获得中国分析测试协会科学技术奖二等奖和山东省高等学校优秀科研成果奖一等奖；（6）受邀参加国内国际会议报告7次。