基于纳米孔膜的微纳机电系统及其在食源性病原微生物检测上的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81471747
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2803.生物医学传感
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

In recent years, the diseases caused by foodborne pathogenic microorganisms increasingly threaten the health and safety of people and have emerged as major concerns of public. However, the current detection methods for pathogenic microorganisms are labor-intensive, time-consuming and have relatively low sensitivity with complicated operation procedures. Moreover, these methods can only detect one or few types of pathogenic microorganism for each testing and are not available for simultaneous detection of multiple types in a single sample. The purpose of this project is to develop a Biomedical Nano-Electro-Mechanical-System (BioNEMS) based biosensing platform integrated with aptamer-functionalized nanoporous alumina membrane which enables fast, sensitive and high-throughput analytical methods for simultaneous detection of multiple foodborne pathogenic microorganisms. The combination of chemically synthesized aptamer molecules as recognition elements with high specificity and stability, nanoporous membrane based electrochemical sensor with high sensitivity, and microfluidic chip for high-throughput analysis capability, provides a novel biosensing platform for foodborne pathogenic microorganism detection. The results of the proposed work are expected to advance the research for exploring nanoporous materials for biosensing application and developing a new hybrid BioNEMS based biosensing platform for foodborne pathogenic microorganism detection. Successful delivery of the proposed milestones will have a wide range of applications from food safety testing to environmental monitoring.
近年来,食源性病原微生物引起的疾病严重威胁着人类的健康和生命安全,日益成为一个重要的公共卫生问题,而现有的病原微生物检测方法,操作复杂、费时费力、灵敏度不高,每次只能检测一种或少量几种病原体,无法对同一来源的多种病原体进行同时检测。本项目将采用高灵敏性的氧化铝纳米孔膜电阻抗传感器,以体外合成的病原微生物适体分子作为识别元件,结合具有高通量特性的阵列化微流控芯片技术,通过对纳米孔膜适体传感器的电阻抗特性、传感响应机理及传感特性的研究,以期构建出基于纳米孔膜的生物微纳机电系统传感芯片用于多种病原微生物的同时、快速及高灵敏度的检测。项目立足于纳米孔膜传感器的灵敏性,并结合适体的特异性和稳定性,提供了一个新的具有高度特异性和检测灵敏度的传感机制,构建出的生物微纳机电系统检测芯片,为病原微生物的检测研究提供了一个新的传感技术平台,在食品安全和环境监测上有着重要的应用。

结项摘要

本项目旨在将病原微生物识别分子与纳米孔膜电阻抗传感器相结合,通过对纳米孔膜传感器的电阻抗特性、传感响应机理及传感特性的研究,构建出基于纳米孔膜的生物微纳机电系统传感芯片用于多种病原微生物的同时、快速及高灵敏度的检测。项目采用微纳米加工技术,制备出结合纳米孔膜阻抗传感器的微流体芯片,并对芯片进行表面改性,使得病原微生物识别分子与微纳芯片良好耦合。在对纳米孔膜电阻抗传感器信号进行测量的同时,通过有效的信号分析方法,对对阻抗特性、传感响应机理及传感特性进行研究,提供了一个新的具有高度特异性和检测灵敏度的传感机制,构建出的生物微纳机电系统检测芯片,并对多种微生物及微生物毒素进行高灵敏度和快速的检测。本项目为病原微生物的检测研究提供了一个新的传感技术平台,在食品安全和环境监测上有着重要的应用。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Ultrasensitive detection of Ebola virusoligonucleotide based on upconversion nanoprobes/nanoporous membrane system
基于上转换纳米探针/纳米孔膜系统的埃博拉病毒寡核苷酸超灵敏检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Tsang Ming-Kiu;Ye Weiwei;Wang Guojing;Li Jingming;Yang Mo;Hao Jianhua
  • 通讯作者:
    Hao Jianhua
The effect of pore size in an ultrasensitive DNA sandwich-hybridization assay for the Escherichia coli O157:H7 gene based on the use of a nanoporous alumina membrane
基于纳米多孔氧化铝膜的大肠杆菌 O157:H7 基因超灵敏 DNA 夹心杂交测定中孔径的影响
  • DOI:
    10.1007/s00604-017-2530-7
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Microchimica Acta
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Ye Weiwei;Chen Tian;Mao Yijie;Tian Feng;Sun Peilong;Yang Mo
  • 通讯作者:
    Yang Mo
One-Step in Situ Detection of miRNA-21 Expression in Single Cancer Cells Based on Biofunctionalized MoS2 Nanosheets
基于生物功能化 MoS2 纳米片一步原位检测单个癌细胞中 miRNA-21 的表达
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b18102
  • 发表时间:
    2018-01-10
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Oudeng, Gerile;Au, Manting;Yang, Mo
  • 通讯作者:
    Yang, Mo
Rapid and sensitive detection of bacteria response to antibiotics using nanoporous membrane and graphene quantum dots (GQDs) based electrochemical biosensors
使用基于纳米多孔膜和石墨烯量子点 (GQD) 的电化学生物传感器快速、灵敏地检测细菌对抗生素的反应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Materials
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Ye Weiwei;Guo Jiubiao;Bao Xianfeng;Chen Tian;Weng Wenchuan;Chen Sheng;Yang Mo
  • 通讯作者:
    Yang Mo
A polymeric microfluidic device integrated with nanoporous alumina membranes for simultaneous detection of multiple foodborne pathogens
一种与纳米多孔氧化铝膜集成的聚合物微流体装置,用于同时检测多种食源性病原体
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2015.11.059
  • 发表时间:
    2016-03
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tian Feng;Lyu Jing;Shi Jingyu;Yang Mo
  • 通讯作者:
    Yang Mo

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其他文献

膜片钳芯片技术及其在细胞电生理分析中的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    自然科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张威;陈培华;王平;肖丽丹;周俊;杨莫
  • 通讯作者:
    杨莫

其他文献

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AI项目思路

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杨莫的其他基金

用于单细胞水平上检测干细胞内多种miRNA原位表达的多色纳米传感探针的研究
  • 批准号:
    31771077
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 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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