基于核酸适配体的生物传感器检测乳制品中环丙氨嗪及其代谢产物三聚氰胺的新方法研究

The food pollution caused by veterinary drugs especially cyromazine and its metabolite melamine has become more and more serious in China，and the present methods for the detection of veterinary drugs can not meet the demands of the rapid and on-site assay. However, the aptamers selected for veterinary drugs are not enough, and the signals output techniques for nucleic acids based biosensor also need to be enhanced. In this project, the aptamers with high affinity to cyromazine and melamine will be designed according to the characteristics of the targets and bases. We will also research several novel signals output techniques, including colorimetric technique based on aptamers and cationic polymers, fluorescent technique based on the signals amplification by the hybridization chain reaction and G-quadruplex formation, to develop simple and rapid signals methods for nucleic acids based biosensor detection. At last, we will develop a novel aptamer nanodevice, termed intelligent layered nanoflare, which integrates aptamers computing at the nanoscale via self-assembly of DNA flares on a single gold nanoparticle, for the rapid and multi-target detection of cyromazine and melamine. In a word, This project is of importantly theoretical and practical significance to ensure food safety in our country.

我国动物源食品中兽药残留污染问题，尤其在乳制品中环丙氨嗪及其代谢产物三聚氰胺的残留日趋严重，而现有的兽药检测方法难以满足快速、原位检测的实际需要；同时兽药残留检测相关适配体库还不完整，与之对应的核酸传感器信号表达技术还有待进一步改进。本项目以乳制品中环丙氨嗪和其代谢产物三聚氰胺为研究对象，根据碱基的性质和靶物质的特征，设计制备环丙氨嗪、三聚氰胺的高亲和力核酸序列，通过研究基于适配体、多价阳离子聚合物和阳离子表面活性剂的新型比色信号技术，以及G-四联体结构和杂交链反应对荧光各向异性双重放大作用的新型核酸适配体荧光探针，开发出简单、快捷的核酸传感器信号表达技术。并用纳米金作为载体，构建单个纳米金颗粒上多目标响应的高级分子逻辑开关，结合核酸适配体传感器的比色、荧光信号表达技术，建立乳制品中环丙氨嗪及代谢产物三聚氰胺的多靶、高通量、快速检测新方法。本项目对保障我国食品安全具有重要的理论和实践意义。

环丙氨嗪是一种三嗪类化合物，作为饲料添加剂被广泛应用于畜牧养殖业。环丙氨嗪在动物和植物体内可通过脱烷基作用代谢为三聚氰胺，长期摄入三聚氰胺会导致肾结石和肾衰竭。如今，在牛奶出厂前都要按照国家标准严格地检测牛奶中环丙氨嗪和三聚氰胺的残留量，而传统的环丙氨嗪和三聚氰胺检测方法由于其步骤繁琐、检测费用高等原因不适用于现场快速检测。因此建立高效、快速、经济的检测方法用来检测乳制品中的环丙氨嗪和三聚氰胺具有重要的理论价值和实用意义。核酸适配体制备方法十分简易，不易降解，并且标记方法多种多样，因而本项目以核酸适配体为基础，选择不同的信号输出技术开发出了多种快速检测牛奶中环丙氨嗪和三聚氰胺的方法。.本研究基于环丙氨嗪特异性核酸适配体和荧光淬灭开发出了一种快速检测牛奶中环丙氨嗪的方法。当用FAM标记的富含G的特异性核酸适配体Tcy2处理环丙氨嗪时，可以形成G-四联体-环丙氨嗪复合物并引起荧光变化。在最优检测条件下，该方法的检测范围为0-200ppb，检测限为0.68ppb。.基于适配体包裹纳米金催化H2O2/TMB，开发出了快速简便的比色法用来检测牛奶中的环丙氨嗪和三聚氰胺。在最优检测条件下，检测限分别达到16ppb和21ppb。.基于环丙氨嗪特异性核酸适配体和纳米金比色法开发出了一种快速检测牛奶中环丙氨嗪的方法。在最优检测条件下，该方法的检测范围为0-1ppm，检测限为5.8ppb。.基于环丙氨嗪特的高特异性核酸适配体和表面增强拉曼技术开发出了一种快速检测牛奶中环丙氨嗪的方法。在本方法中环丙氨嗪的检测线性范围为0.1-0.5ppm，最低检测限为23.6ppb，远低于国家标准的0.5ppm。.基于环丙氨嗪和三聚氰胺的高特异性核酸适配体开发出了三种逻辑开关，用来同时检测牛奶中的三聚氰胺和环丙氨嗪。在改进的INHIBIT逻辑开关中，通过肉眼观察牛奶中三聚氰胺的检出限为0.12 ppm，分光光度计的检出限(LOD)为2.2 ppb。在AND逻辑开关中，环丙氨嗪的通过肉眼观察，可达到的检测限为0.17 ppm，分光光度法的检出限为9.0 ppb。

内容获取失败，请点击重试