获奖项目简介
2022年CAIA奖一等奖:多元探针增敏的食品安全危害因子快速检测技术研究
完成单位:西北农林科技大学、合肥工业大学
完成人:王建龙,沈益忠,张道宏,补彤,张文涛,王妍入,季艳伟,窦磊娜,刘思杰,罗林频
成果简介:该成果从服务国家食品安全战略出发,聚焦食品安全热点问题,以分析化学、材料科学、分子生物学以及信息科学等四大领域前沿技术为支撑,致力于解决食品快速检测体系方法单一、灵敏度低以及机理不清等难题,系统构建了有害微生物、残留药物以及重金属离子等三大类共性食品安全危害因子的多元探针增敏检测体系,从免疫层析、比色分析以及荧光传感三个角度,深入揭示了特定食品安全危害因子的快速识别、检测机制,取得了三项主要创新成果:①提出了基于配对、间接探针以及单抗免疫层析的信号放大策略,创建了基于染料和双信号输出的免疫层析新体系,丰富了基于免疫层析的食品危害物快速检测新方法与理论;②集成了基于多功能生物纳米探针的食品安全危害因子比色分析体系,丰富了基于人工纳米酶的比色催化探针设计,建立了集智能手机与云计算的纳米酶传感平台;③建立了基于结构调控工程的荧光纳米分析平台,开发了集分离检测一体化及双靶向识别的食品安全危害因子荧光快检技术。相关研究成果在Analytical Chemistry(5篇)、Biosensor and Bioelectronics(4篇)、Food Chemistry(11篇)等权威期刊上发表论文60余篇,在食品分析领域产生了积极的影响。
创新点及科学价值:①针对小分子兽药残留检测,提出了基于配对探针、间接探针等的信号放大免疫层析技术,以简单高效的策略从提高了灵敏度;针对食源性致病菌污染,提出了单抗直接免疫层析模式,突破了致病菌免疫层析检测对配对抗体的依赖;开创了基于生物化学染色的免疫层析技术,摆脱了对有色纳米材料信号供体的依赖;引入了双信号免疫层析技术,拓宽了快检试纸条的应用范围。②通过可控设计制备功能纳米材料,拓展了多元探针在检测领域中的应用,阐明了探针与目标物的相互作用方式,揭示了高灵敏、高选择性的检测机理。为设计食品应用中的功能传感界面提供了更深层面的新见解和重要的理论指导,也为食品污染物基于多元探针的同时检测和去除提供了启发。
社会经济效益:本项目中各类单克隆抗体、免疫层析试纸条、荧光纳米分析平台以及授权专利已在相关合作单位应用,有效解决了小分子检测中信号提高和灵敏度增强之间的矛盾、大分子检测中夹心分析依赖配对抗体、现有免疫检测新方法严重依赖纳米材料、探针与目标物的相互作用方式不明、缺乏系统的分离检测一体化技术等关键问题,为相关企业和行业带来了经济效益,也为我国的食品安全监管与控制提供了有力的技术支撑。
应用前景:该成果在食品危害因子的免疫传感、比色和荧光分析等方面取得了创新性的研究成果,为食品安全危害因子新型传感器的设计和构筑提供了重要的理论指导和技术支撑,为食品安全的监测与筛查提供了重要的技术手段,具有良好的应用前景。