2023年CAIA奖一等奖:基于新型识别元件的环境污染物光电快速分析技术研发及应用
时间:2024-02-29      来源:中国分析测试协会


完成单位:江苏大学,沭阳康源泰博生物科技有限公司

完成人:张祯,龙凌亮,牛湘衡,郝楠,张波,吴向阳,王坤,徐婉珍,依蓉婕,李明

成果简介:本项目利用抗体、特异性核酸序列等作为生物识别元件,创新性地设计了新型信号放大体系,极大地提升了分析方法的灵敏度;以现代光电化学为手段,实现了目标物的现场快速准确识别;以类酶替代天然酶,降低了基质效应的干扰,改善了方法的适用范围;研制了多种新型小分子探针,用于活细胞中目标物的荧光成像及实时分析。基于项目所开发的新技术、新方法,部分成果得到了极好的商业化推广。

创新点及科学价值

环境污染物具有样品基质复杂、含量低的分布特点,对其进行高灵敏度、高特异性快速准确定量具有重要意义,是亟待解决的科学难题。为此,本项目创制了多种新型识别元件,结合现代光电化学快检技术,开发了简便、高效、选择性好、灵敏度高的快速分析新方法和新技术,实现了理论创新与技术应用的双突破。主要创新点及科学价值如下:

1.  研制了一系列针对典型污染物的单/多克隆抗体,结合信号放大技术,构建了多种新型生物分析方法,并以此阐明了典型区域环境中污染物的特征与水平,评估了其环境暴露风险;

2.  将核酸适配体与光电化学检测技术进行合理耦合,开发了若干新型光电化学适配体传感器,实现了对复杂基质中污染物的现场快速分析;

3.  通过理性设计与可控调节,研制了多种新型类酶材料,以此构建了新型分析传感方法,极大改善了对复杂基质的耐受性,提高了方法的实用性;

4.  设计了一系列具有新型母核结构和特异靶向性的小分子荧光探针,在细胞层次实现了对目标物的原位成像与高灵敏分析。

社会经济效益:

针对真菌毒素、农药及新型有机污染物(抗生素、塑化剂、四溴双酚A及其衍生物/副产物等),本项目已筛选出85种单/多克隆抗体,并以此开发了多种新型生化分析方法用于快速、高灵敏检测。部分成果已被转化用于创制免疫亲和色谱柱、试剂盒、侧向层析检测试纸/卡和快速分析装备。申请人及团队与江苏维赛科技生物发展有限公司、沭阳康源泰博生物科技有限公司等单位形成良好对接,创造了可观的经济价值(新增利润超过1000万)和社会效益。

应用前景:

本项目所研制的单/多克隆抗体,作为污染物的生物识别元件,有望转化为试剂盒、免疫亲和色谱柱等产品;所合成的多种催化性能优异、基质耐受能力强的纳米酶,拟用于设计污染物的预警装置;核酸适配体与小分子荧光探针将用于生物污染物的高特异、高灵敏分析。







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