基于适配体的纳米酶催化调控及其对食品农药残留检测新方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760486
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    39.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Pesticide residues in food have been the focus of public attention, and the current methodologies are difficult to meet the demands of real-time and on-site detection of pesticide residues. Compared with natural protein enzymes, nanozymes exhibit some distinguished advantages such as the high catalytic stability, large surface area and easy to modification, and have been regarded as an ideal material for sensing signal output, which will make them become an effective tool in the field of analysis. However, nanozymes also have several technical bottlenecks like the low peroxidase activity or poor recognition specificity, and now their detection object is limited to a few targets, which will hinder the further application of them in the detection of pesticide residues and so on. In this project, we will effectively combine aptamers techniques with the catalysis of nanozymes, to develop efficient approaches for regulating the catalytic activity of nanozymes by aptamers or their synergistic effects with other accessory molecules. Meanwhile, aptamers also used as target recognition elements to develop novel methods for the detection of pesticide residues in food, in which the sensing signals will change greatly before and after the addition of pesticides molecules. The regulatory mechanism of aptamers on the catalytic activity of nanozymes will be clarified. We will focus on the construction of high peroxidase catalytic system of nanozymes and their efficient regulatory methods, as well as the determination of sensing conditions for the specific respond to pesticide target molecules, which will provide theoretical and technical support for the further application of nanozymes in the fields of other targets assay or biological imaging.
食品农药残留问题一直是公众关注的焦点,而现有农药检测方法难以满足实时场地检测需求。纳米酶具有催化稳定性高、比表面积大且易修饰等自然酶无可比拟的优势,是传感检测作为信号输出的理想材料,其将成为分析检测领域内的有效工具。然而纳米酶存在过氧化物酶活性相对较低、识别特异性较差等技术瓶颈,目前其检测对象仅局限于少数几个靶标,还未在农药残留等检测方面得到较好应用。本项目将核酸适配体技术与纳米酶催化有效结合,通过适配体或与其它辅助分子的协同作用,对纳米酶的催化活性进行调控,同时发挥适配体对农药靶标分子的专一性识别作用,使得纳米酶催化性能在加入农药分子前后发生明显变化,在此基础上建立食品农药残留检测新方法。本项目将阐明适配体对纳米酶催化的调控机制,重点构建高活性纳米酶催化体系及其高效调控模式,确定能特异性响应农药靶标分子的传感条件,为纳米酶在其它靶标检测及生物成像等领域的应用提供理论和技术支撑。

结项摘要

纳米酶是一类具有催化活性的纳米材料,具有稳定性高、易大规模批量制备、比表面积大利于修饰等优势,近年来在分析化学、食品安全检测等领域得到研究人员的广泛兴趣。然而目前纳米酶存在过氧化物酶活性较低、识别特异性差、催化机制不明确等理论和技术瓶颈,还未在农药残留等检测方面得到较好应用。本项目制备了层状二硫化钨、八面体四氧化三锰、多孔四氧化三钴、立方体和八面体氧化银、带状十三氧六钒等不同形状和种类的纳米酶,并研究了模拟氧化酶、过氧化物酶催化活性和催化机制,发现显色物质和过氧化氢作为双底物参与催化时符合典型“乒乓”机制,且整个催化过程需要氧自由基的参与。研究发现乐果和草甘膦农药可以分别抑制金纳米颗粒和多孔四氧化三钴的过氧化物酶催化活性,而乐果农药又可以特异性增强立方体氧化银模拟氧化酶催化活性,从而构建基于纳米酶催化的农药检测新方法。进一步研究发现农药抑制或增强纳米酶活性的主要机制是,改变了催化体系中的羟基自由基、超氧阴离子、线性氧等氧自由基含量以及显色底物与纳米酶之间的电子转移等。本项目主要特色和创新是采用核酸适配体作为特异性识别分子,同时利用适配体调控纳米酶催化活性作为比色传感信号检测农药等危害物。研究发现适配体可以结合八面体四氧化三锰、层状二硫化钨、立方体氧化银等具有规则表面的纳米酶,通过改变纳米材料表面电荷密度等增强或抑制纳米酶的催化活性。研究揭示纳米酶种类、显色底物种类和电荷、适配体序列长度与碱基组成等,对适配体调控纳米酶活性至关重要。酶学动力学实验证实适配体抑制纳米酶活性符合非竞争和反竞争抑制类型,而适配体增强纳米酶主要机制是提高了催化体系中氧自由基含量和电子转移。此外,本项目还筛选出百草枯和氰基菊酯农药类农药的适配体,首次创建基于适配体识别的高效氯氟氰菊酯和百草枯农药检测新方法。本项目可以为食品中农药残留检测提供新思路,也为纳米酶在其它危害物检测与应用方面提供理论和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Oligonucleotide-mediated the oxidase-mimicking activity of Mn3O4 nanoparticles as a novel colorimetric aptasensor for ultrasensitive and selective detection of Staphylococcus aureus in food
寡核苷酸介导的 Mn3O4 纳米粒子的氧化酶模拟活性作为新型比色适体传感器,用于食品中金黄色葡萄球菌的超灵敏和选择性检测
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2021.130809
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu Shuangju;Tang Yue;Shi Bin;Zou Wenying;Wang Xueli;Wang Chunxiao;Wu Yuangen
  • 通讯作者:
    Wu Yuangen
Adsorption enhanced the oxidase-mimicking catalytic activity of octahedral-shape Mn3O4 nanoparticles as a novel colorimetric chemosensor for ultrasensitive and selective detection of arsenic
吸附增强了八面体 Mn3O4 纳米粒子的氧化酶模拟催化活性,作为一种新型比色化学传感器,用于砷的超灵敏和选择性检测
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2020.09.107
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Wang Jiajia;Tao Han;Lu Tingting;Wu Yuangen
  • 通讯作者:
    Wu Yuangen
G-quadruplex DNAzyme as peroxidase mimetic in a colorimetric biosensor for ultrasensitive and selective detection of trace tetracyclines in foods
G-四链体 DNAzyme 作为比色生物传感器中的过氧化物酶模拟物,用于食品中痕量四环素的超灵敏和选择性检测
  • DOI:
    10.1016/j.foodchem.2021.130560
  • 发表时间:
    2021-07-17
  • 期刊:
    FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Tang, Yue;Huang, Xiaohuan;Wu, Yuangen
  • 通讯作者:
    Wu, Yuangen
A facile colorimetric sensor for ultrasensitive and selective detection of Lead(II) in environmental and biological samples based on intrinsic peroxidase-mimic activity of WS2 nanosheets
一种简便的比色传感器,基于 WS2 纳米片的内在过氧化物酶模拟活性,用于对环境和生物样品中的铅 (II) 进行超灵敏和选择性检测
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2020.01.043
  • 发表时间:
    2020-04-15
  • 期刊:
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Tang, Yue;Hu, Yang;Wu, Yuangen
  • 通讯作者:
    Wu, Yuangen
Carbon Dots-based Fluorescent Aptasensor for Detection of Dimethoate Pesticide
用于检测乐果农药的碳点荧光适体传感器
  • DOI:
    10.19756/j.issn.0253-3820.191442
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Lu, Ting-Ting;Wang, Jin-Long;Wu, Yuan-Gen
  • 通讯作者:
    Wu, Yuan-Gen

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

黑曲霉固态发酵麻疯树饼粕产蛋白酶及酶学性质研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    食品研究与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱树毅;吴远根;杜亚菲;乐意;詹深山;吴洁
  • 通讯作者:
    吴洁
表面接枝高分子季铵盐的纳米SiO2
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    塑料工业,2007,35(2),50-53
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴远根;王广莉;张难;佟会;王
  • 通讯作者:
固态发酵麻疯树饼粕产蛋白酶的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国酿造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜雅菲;吴远根;吴洁;吴兴娅;郭云兰;邱树毅
  • 通讯作者:
    邱树毅
纳米抗菌粉体在芒果保鲜中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    食品科学,2005.25(10).246-249
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王朝宇;邱树毅;吴远根
  • 通讯作者:
    吴远根
功能性核酸增强Hemin催化活性用于乳制品中四环素检测研究
  • DOI:
    10.13982/j.mfst.1673-9078.2017.7.044
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    现代食品科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石彬;王啸;吴远根
  • 通讯作者:
    吴远根

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

吴远根的其他基金

基于银基纳米漆酶催化的食品农药残留比色检测与传感响应机制研究
  • 批准号:
    32360621
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
发酵食品中氨基甲酸乙酯的适配体识别与比色检测新方法研究
  • 批准号:
    32160603
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于核酸适配体的百草枯残留快速检测与去除研究
  • 批准号:
    21565009
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
核酸生物传感器应用于水体中镉和砷的检测研究
  • 批准号:
    21205020
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码