基于NEAR放大及发射光叠加信号分析的高灵敏可视化双食源性病毒检测方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31701683
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2008.食品质量与安全检测
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Food-borne Norovirus (NV) and/or Rotavirus (RV) virus infection has been a serious problem threatening human health and thus drawn global concern. The existing methods related have been challenged by the increasing needs in high sensitivity and multiplex in-field visual detection. To address these two problems, we first employ aptamer contained molecular probe instead of conventional antibody to discriminate interested virus particles, and amplify the signals produced promptly via nicking enzyme amplification reaction (NEAR). Next, we proposed a novel strategy to detect multiple targets simultaneously and visually by analyzing emission lights blending signals. In this design, gold-quantum dots complex is employed and functionalized into fluorescent probe targeting virus-specific reporters obtained from NEAR amplification. Once specific reporter is present, the fluorescent signal will be “turn-on”. And if there are multiple targets, a blending of emission lights will be observed. With this, visual multiplex analysis can be achieved in one-pot without uncapping operation. To sum up, this technique is of high sensitivity and multiplex visual analysis capability, providing attractive new ideas for food-borne virus detection. It can also be expanded to target many other food safety related biomolecules to fulfill the needs for food contaminations monitoring and food-borne disease prevention and control.
食源性诺如病毒(NV)和轮状病毒(RV)对人类健康产生的危害已经引起了全球的广泛关注。然而,现有检测方法在灵敏度和现场多重可视化方面仍面临巨大挑战。本课题拟首先利用包含适配体序列的核酸探针代替传统抗体,全面特异地识别病毒分子,并通过Nicking酶恒温扩增反应(NEAR)对识别信号迅速放大,解决灵敏度低的问题;其次,提出利用发射光信号叠加同时分析多目标的可视化检测策略,结合金-量子点荧光能量共振转移(FRET)体系,设计可由信号扩增所得核酸分子特异性开启的荧光探针,达到One-pot无需开盖多重可视化分析的目的。该方法具有灵敏、多重、可视化的特点,为食源性病毒检测提供了新思路;且可被拓展应用于食品安全领域多类目标分子的现场快速分析,为食品污染物监控、食源性疾病预防控制提供了新技术。

结项摘要

本课题建立了双重信号叠加的恒温扩增检测方法,实现更宽可视窗口的多目标分析,通过信号叠加得到接近补色的颜色变化和更大的对比强度,使得肉眼观察更加容易;利用DNA的可编程性质,建立了基于NEAR的分子识别、传感方法,通过理性设计和引入酶切位点的办法,实现了对LAMP扩增产物的快速特异、可视的分析;深入探讨了DNA适配体与金颗粒相互作用的界面理论,分析了研究DNA适配体及金纳米颗粒复合体构建需要考虑的因素,为进一步研究功能性/结构性DNA分子与金纳米颗粒的相互作用奠定了坚实的基础。总结梳理各阶段的相关实验结果,将获得的研究成果发表在国内外重要学术期刊上,相关学术研究论文共计4篇,其中在国际权威SCI期刊上发表相关学术研究论文4篇(影响因子IF>5的3篇,IF>3的4篇),申请了2项国家相关专利,培养硕士研究生3名,其中2名已取得硕士学位。

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)
Thermally-induced whey protein isolate-daidzein co-assemblies: Protein-based nanocomplexes as an inhibitor of precipitation/crystallization for hydrophobic drug
热诱导乳清分离蛋白-黄豆苷元共组装体:基于蛋白质的纳米复合物作为疏水性药物沉淀/结晶的抑制剂
  • DOI:
    10.1016/j.foodchem.2018.09.057
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Food Chemistry
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Lv Liang;Fu Caili;Zhang Fang;Wang Shaoyun
  • 通讯作者:
    Wang Shaoyun
Opposite salt-dependent stability of i-motif and duplex reflected in a single DNA hairpin nanomachine
i-基序和双链体的相反盐依赖性稳定性反映在单个 DNA 发夹纳米机器中
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/ab6fdf
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Fang Zhang;Biwu Liu;An;Lopez;Shaoyun Wang;Juewen Liu
  • 通讯作者:
    Juewen Liu
Sensing Adenosine and ATP by Aptamers and Gold Nanoparticles: Opposite Trends of Color Change from Domination of Target Adsorption Instead of Aptamer Binding
通过适体和金纳米颗粒感测腺苷和 ATP:目标吸附占主导地位而不是适体结合导致颜色变化的相反趋势
  • DOI:
    10.1021/acssensors.0c01169
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Sensors
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Fang Zhang;Po-Jung Jimmy Huang;Juewen Liu
  • 通讯作者:
    Juewen Liu
Gold Nanoparticles Adsorb DNA and Aptamer Probes Too Strongly and a Comparison with Graphene Oxide for Biosensing
金纳米粒子对 DNA 和适体探针的吸附力过强以及与氧化石墨烯生物传感的比较
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.9b04142
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zhang Fang;Wang Shaoyun;Liu Juewen
  • 通讯作者:
    Liu Juewen

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其他文献

基于高光谱数据预测土壤碱化程度最佳模型及其影响因素的研究
  • DOI:
    10.1088/2041-8205/709/2/l108
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    土壤
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王凯龙;熊黑钢;张芳
  • 通讯作者:
    张芳
介晶半导体材料的合成及应用研究进展
  • DOI:
    10.1088/2041-8205/726/2/l19
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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转基因741杨林节肢动物群落结构的研究
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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双渠道供应链中考虑服务价值的动态定价策略研究 Dynamic Pricing Strategy in a Dual-Channel Supply Chain Considering Service Value
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017-05-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王从;张芳
  • 通讯作者:
    张芳

其他文献

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张芳的其他基金

超稳可控纳米探针协同CRISPR/Cas14高保真信号传感体系的通用型抗生素检测方法研究
  • 批准号:
    32172285
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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

        graph TD
          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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