食源致腐败菌群体感应信号分子及其抑制剂的毛细管电泳检测新方法研究及应用

Microbial spoilage was the primary cause of food deterioration and caused huge economic losses and serious public health problems. The discovery of quorum sensing(QS) system got a new research direction for the control of food spoilage. How to detect the QS signal molecules and their inhibitors with high sensitivity and accuracy is the premise and foundation for the study of the QS corrosion mechanism and a new corrosion protection strategy. The project establishes a double on-line preconcentration and separation technology of headspace micro-extraction capillary electrophoresis (HS-ITME-CE) combined with the micelle to solvent stacking to detect trace QS signal molecules. The function ionic liquids are used as the extractant. In addition, a CE screening method with the voltage polarity rapid conversion and mixed mode is established for fast and efficient double target QS inhibitors. The generation and dynamic change of QS signal molecules in Pseudomonas and other edible fungi are studied. QS inhibitors from marine natural products are screened and the molecular mechanism of QS inhibitors are revealed. The project will serve as a theoretical basis for the establishment of new food preservation strategy based on the group induction mechanism in food spoilage.

微生物腐败引起的食品变质造成了巨大的经济损失和严重的公共卫生问题。腐败食品中群体感应 (quorum sensing，QS) 系统的发现为控制食品腐败提供了新的研究方向。如何高灵敏、快速准确地检测QS信号分子及其抑制剂，是研究QS致腐机制和发展新型防腐策略的前提和基础。本项目以功能化离子液体作为萃取剂，结合胶束溶剂堆积（MSS）富集技术，建立顶空柱内微萃取-毛细管电泳（HS-ITME-CE）双重在线富集检测痕量QS信号分子的新方法；另外，采用电压极性快速转换混合模式，建立高效快速的双靶点QS抑制剂CE筛选方法。开展假单胞菌等食源致腐败菌中QS信号分子的产生及动态变化研究，筛选源于海洋天然产物的双靶点QS抑制剂，进而揭示QS抑制剂的分子调控机制。项目的研究成果将为明确群体感应在食品腐败中的机制，构建以干扰群体感应系统作为新靶点的食品防腐保鲜策略提供理论依据。

微生物腐败引起的食品变质造成了巨大的经济损失和严重的公共卫生问题。腐败食品中群体感应 (quorum sensing，QS) 系统的发现为控制食品腐败提供了新的研究方向。基于此，本课题建立了液液分散微萃取-胶束电动色谱联用高灵敏度检测食源致腐败菌群体感应信号分子N-酰基高丝氨酸内脂（AHLs）的方法，检测限小于5ng/mL，实现了5种群体感应信号分子AHLs的高灵敏度检测。并用该方法成功应用于铜绿假单胞菌、嗜水气单胞菌、鹰爪虾、大黄鱼等样品中的AHLs的检测。本课题还建立了以5′-甲硫腺苷核苷酶(5′-methylthioadenosine nucleosidase, MTAN）为靶点的QS抑制剂的毛细管电泳筛选新方法，并利用优化的筛选方法对中草药粗提物和以海洋源为模板的小分子化合物进行了MTAN抑制活性筛选。本项目还发展了基于低共熔溶剂的液相微萃取新方法，如基于采用涡旋辅助低共熔溶剂液液分散微萃取（VA-DES-DLLME）与分光光度计联用方法对虾青素进行富集测定，虾青素的最低检测限（S/N=3）和最低定量限（S/N=10）分别为0.04和0.13 μg/ mL；通过涡旋辅助低共熔溶剂盐析液液分散微萃取与反萃取结合，并借助胶束电动色谱对食品和水体中的残留的6种喹诺酮类抗生素（恩诺沙星、加替沙星、洛美沙星、司氟沙星、环丙沙星、左氧氟沙星）进行了检测；开发了盐析辅助液-液微萃取（SO-LLME）和毛细管电泳用于测定食品和饮料样品中的吡嗪化合物的方法；建立了柱内顶空微萃取（HS-ITME）毛细管电泳联用测定水体中溴酚类化合物的方法；建立了毛细管电泳柱内顶空微萃取（HS-ITME）高灵敏度检测拟除虫菊酯类除草剂的方法。研究结果表明，所建立的一系列高灵敏度检测方法在食品安全、环境监测、药物研发、精细化工等领域有广泛的应用前景。建立的QS抑制剂筛选方法将为明确群体感应在食品腐败中的机制，构建以干扰群体感应系统作为新靶点的食品防腐保鲜策略提供理论依据与方法。通过项目资助，发表SCI论文5篇，申请发明专利2件，培养研究生6人，完成研究目标。

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