基于纳米金属有机框架(MOFs)荧光生物探针的病原微生物(Pathogen)高灵敏电化学快速检测方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0105.微生物学新技术与新方法
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Contamination of Pathogen in water and food is an urgent national security issues, the high sensitive fast detection of Pathogen is fatal technology for the prevention and control of Pathogen contamination. However, the traditional detection methods still cannot satisfy the requirement of the high sensitive fast detection of Pathogen. In this work, to realize the high sensitive and accurately fast detection of Pathogen, the metal nano-particle functionalized graphene electrochemical substrate with high conductivity and good bioactivity is firstly prepared, then it is used for the immobilization of antibody and Aptamer which are specific for target pathogen to capture the target Pathogen in real sample onto electrode surface. On the other hand, the novel nano metal-organic frameworks (MOFs), a novel grid nano-material with permanent porosity and high surface area, is used as a supporter to prepare high fluorescence labeled and high enzyme labeled nano MOFs bio-probe through assembly high fluorescence carbon quantum dots (Cdots) on MOFs grid structure. Subsequently, the as-prepared novel MOFs bio-probes are innovatively used to fabricate the Aptamer based high sensitive electrochemical sensing platform for Pathogen fast detection. On the basis of the dual signal amplification strategy resulted from the excellent electrical conductivity of graphene electrochemical substrate and high fluorescence labeled MOFs bio-probe, the high sensitive fast detection of Pathogen in real sample is achieved without complex and time-consumed sample pretreatment process. Therefore, the present work definitely paves a way for the prevention and control of Pathogen contamination from both basic theory and creative technique.
病原微生物(Pathogen)污染是重大国家安全问题,其高灵敏快速检测是Pathogen污染防控关键环节。传统检测技术无法满足Pathogen快检需求。本研究以实现Pathogen(以大肠杆菌或沙门氏菌为模型)高灵敏快检为目标,制备高生物相容、高导电功能化石墨烯基底,将可特异性识别靶标Pathogen的抗体和适配体(Aptamer)固定其上以捕获靶标Pathogen。同时,以新型纳米金属有机框架(MOFs)为载体,利用其多孔结构和大比表面积,将荧光碳量子点标记其上制备多荧光标记MOFs生物探针,并创新性的将之用于构建基于Aptamer识别的Pathogen高灵敏电化学快检平台。基于高导电基底及MOFs生物探针对电化学信号的双重放大,无需繁杂样品前处理即可实现实际样品中靶标Pathogen的高灵敏快速检测,为Pathogen污染防控提供理论基础和创新技术。

结项摘要

本项目以纳米电化学和纳米运输载体为手段,开展相关的病原微生物检测和抗菌治疗方面的研究。在制备多种高导电及高比表面积的功能化石墨烯等纳米复合材料的基础上,对其组成和结构进行表征;研究适配体在所制备的纳米复合材料上的固定及对靶标分子的捕获技术,构建仿生纳米电化学界面;利用电化学阻抗检测技术研究靶标物质与纳米材料及适配体间的作用机制,发展新型的高灵敏高选择性的电化学传感器;研究光敏剂在功能化纳米材料上的负载机制和光动力抗菌作用机制,发展基于高光敏剂负载的功能纳米材料的光动力抗菌策略。为生物分析、临床诊疗等领域提供新材料、新技术和新方法。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于指纹光谱的病原菌快速检测技术研究进展与趋势
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖文龙;刘坤平;胡建平;甘亚;林庆宇;段忆翔
  • 通讯作者:
    段忆翔
A facile one-pot synthesis of polyethyleneimine functionalized graphene for the highly-sensitive and selective electrochemical impedance aptasensing of kanamycin in serum
一种简便的一锅法合成聚乙烯亚胺功能化石墨烯,用于血清中卡那霉素的高灵敏度和选择性电化学阻抗适体传感
  • DOI:
    10.1039/c9ay02120e
  • 发表时间:
    2020-01-14
  • 期刊:
    ANALYTICAL METHODS
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Duan, Yuqing;Yang, Yuting;Liu, Kunping
  • 通讯作者:
    Liu, Kunping
Au-Ag bimetallic nanoparticles decorated silicon nanowires with fixed and dynamic hot spots for ultrasensitive 3D SERS sensing
Au-Ag 双金属纳米颗粒装饰硅纳米线,具有固定和动态热点,用于超灵敏 3D SERS 传感
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2021.159136
  • 发表时间:
    2021-03-02
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Liao, Wenlong;Liu, Kunpng;Gan, Ya
  • 通讯作者:
    Gan, Ya

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其他文献

添加蔗渣生物质炭对农田土壤有机碳矿化的影响
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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