功能化磁性纳米粒子联合质谱技术用于金属硫蛋白的富集及鉴定研究

金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是一种具有结合金属能力和高诱导特性的低分子量蛋白质,因此常被作为一种重要的生物标志物用于水环境重金属污染评估。传统的金属硫蛋白富集检测方法耗时较长,操作复杂。本研究制备了金包覆四氧化三铁的核壳纳米粒子(Fe_3O_4@AuNPs),具有磁场的快速响应和特殊的光学特性的优点,并且可利用Au-S的强亲和力实现纳米粒子对金属硫蛋白的快速富集,进一步将纯化的蛋白质通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)进行分析检测。结果表明,Fe_3O_4@Au纳米粒子可以直接从复杂的溶液中富集MT,采用MALDI-TOF/MS鉴定分析,检出限达10 fg/mL。     

信号放大技术在食品安全检测领域的应用

食品安全是保障人类健康、提高人类生活品质的基础,同时因我国当前所处经济社会发展的阶段性,食品安全问题在中国日益凸显。目前,食品安全检测领域主要面临检测方法不多、快检技术不成熟,尤其是缺乏超痕量的检测分析技术导致的检测灵敏度不高等问题。信号放大技术为这些问题提供了可能的解决途径,将信号放大技术与传统检测方法相结合,实现食品中重金属、生物/化学毒素、微生物及违法添加剂等方面的痕量检测正逐渐引起人们的重视。本文从四种主要的信号放大技术与该技术在食品安全检测中的研究现状、发展趋势两方面进行了概述,并展望了信号放大技术在食品安全检测领域的研究重点和未来的发展前景。     

基于单螺旋微流控芯片的细菌气溶胶的高效富集

设计了一种单螺旋通道的聚二甲基硅氧烷(Poly(dimethylsiloxane),PDMS)微流控芯片,用于副溶血性弧菌气溶胶的快速有效富集。该芯片的特征在于其通道呈螺旋分布,且通道内部含有均匀分布的鱼骨形结构。结果表明,在不同富集时间段内,采用该芯片方法捕获的细菌总数均远高于传统落板法。对于传统落板法无法有效捕获的低浓度样本(10~4CFU/mL)的缺陷,该方法的优势在于:芯片内部的螺旋通道可增大对气溶胶中微生物的离心力;鱼骨形结构的设计增加了待测样品与芯片内壁间的接触几率。此外,以无鱼骨形的螺旋芯片作为对照,验证了鱼骨形结构对于高效富集的意义。此芯片设计巧妙、易于制备、高效便携、富集效果较好,在气溶胶污染严重的水产加工等场所具有较大的应用前景。     

液滴数字聚合酶链式反应芯片及其在致病菌检测中的应用

设计与制作了一种基于聚二甲基硅氧烷-玻璃(PDMS-Glass)的多功能集成式液滴数字聚合酶链式反应(ddPCR)芯片,该芯片由产生液滴的PDMS模块和收集液滴的玻璃腔体模块组成。PDMS模块采用双通道的T形结构设计,液滴产生速度快且通量高,在30 min内可生成2×10~6个直径约为20μm的微液滴。玻璃腔体模块中存储的液滴在整个实验过程中无需转移,可直接在原位PCR仪上进行扩增,每个液滴均是一个微反应器,经过多次热循环后,液滴仍能保持良好的稳定性。选用副溶血性弧菌(VP)作为食源性致病菌的研究模型,考察了ddPCR芯片对其基因组DNA的绝对定量能力,结果表明,该ddPCR芯片对VP基因组DNA绝对定量的线性范围宽,可跨越5个数量级(10~1~10~6 copies/μL),定量结果与DNA理论参考浓度间有很好的相关性。     

基于末端脱氧核糖核酸转移酶的纳米界面上DNA的生长策略及用于恩诺沙星的适配体传感器构建研究

在纳米金(Au nanoparticles,AuNPs)表面通过组装巯基DNA制得AuNPs-DNA生物探针后,末端脱氧核糖核酸转移酶(Terminal deoxynucleotidyl transferase,TdTase)催化探针DNA的3′-OH端,实现DNA的生长,并得到生长产物长单链DNA(Single-stranded DNA,ssDNA)。通过琼脂糖凝胶电泳和原子力显微镜成像(Atomic force microscope,AFM)对探针及ssDNA进行表征,结果表明TdTase能够实现纳米界面上DNA的高效生长,卷曲状态下链长可达850 nm。进一步将这种DNA的生长策略与适配体(Aptamer)技术相结合。首先在纳米金表面组装适配体片段1,在醛基化的磁珠颗粒表面组装适配体片段2,以此构建针对恩诺沙星的适配体生物传感器(Aptasensor)。该传感器对ENR在10～1.0×10~5 ng/mL具备良好的响应性能,检出限为1.0 ng/mL,能明显区分环丙沙星、氧氟沙星、诺氟沙星等对照组信号。研究表明,基于TdTase的适配体传感器操作便捷,具备良好的靶分子响应性能和特异性,可为食品安全检测等领域提供新的研究思路。