基于3D纸芯片的肥大细胞传感器检测食品过敏原蛋白新方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31601535
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Food allergy has become a serious threat to human health. Due to the lack of effective treatment methods, early warning and detection for food allergens serves as the only way to avoid allergic disease. Therefore, it is of both important theoretical and practical significance to establish a detection and evaluation method for the allergenicity of food allergens, thereby further perfecting the food allergen assessment strategies. In this project, we intend to investigate the immunological mechanisms during the sensitive stage of food allergy, and analyze the rules relating to the identification of different food allergen proteins by the mast cells. On this basis, microfluidic paper chips are prepared through the wax printing and screen printing technology, while the 3D cell culture system has been developed with biocompatible sodium alginate and multifunctional graphene oxide. Besides, TN-XXL plasmid containing the gene of fluorescent protein is constructed to transfect RBL cells. In the following parts, with the RBL-2H3 cells employed as a recognition component, a delicate photoelectric mast cell sensing platform has been built for the detection and evaluation of food allergen protein through the combination of electrochemical capacitance and Förster resonance energy transfer (FRET). It would thus improve and enrich the food allergen monitoring and early warning system. This project will offer a scientific and theoretical basis for the development of new methods in food safety detection and biosensing.
食品过敏严重威胁着人体健康,由于目前尚无有效治疗的手段,提前检测和发现食品过敏原是避免过敏病症发生的唯一途径。因此建立针对食品过敏原蛋白致敏性的检测评价方法,对完善食品过敏原评估策略具有重要的理论和实际意义。本项目拟采用细胞传感技术研究食物过敏发敏阶段的免疫学机制,探索肥大细胞识别不同食品过敏原蛋白的规律,在此基础上以RBL-2H3细胞作为识别元件,通过蜡打印和丝网印刷技术制备微流控纸芯片,采用亲生物性的海藻酸钠和多功能的氧化石墨烯建立3D细胞培养系统,同时合成TN-XXL荧光质粒并转染细胞,构建具有精细光电传导功能的肥大细胞传感平台。分别应用电化学电容法和荧光能量共振转移法(FRET),开发和建立一套基于细胞传感的食品过敏原蛋白检测评价新方法,完善和丰富食品过敏原监控和预警体系。为生物传感和食品安全检测新技术、新方法的开发提供科学依据和理论基础。

结项摘要

由食品过敏原引起的过敏疾病严重威胁着人体健康,由于目前尚无有效的治疗手段,而提前检测和发现食品过敏原是避免过敏病症发生的唯一途径,因此针对食品过敏原开展监测预警和建立快精准的检测评价方法,对保障食品安全具有重要的理论和实践意义。本项目采用细胞传感技术研发食品过敏原检测评价新方法,探索细胞识别不同食品过敏原蛋白的机制和规律,并对三大类四种具有代表性的过敏原蛋白(花生过敏原蛋白Ara h2、大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和牛乳酪蛋白)完成了分离和提取纯化。通过丝网印刷和蜡打印技术制备了不同种类的一次性、低成本、便携式的微流控纸芯片,合成了高亲生物性和高导电性的纳米材料(如海藻酸钠-氧化石墨烯、石墨烯-碳纳米纤维-甲基丙烯酰化明胶等复合材料),建立体外3D培养系统,以RBL-2H3细胞作为识别元件,结合电化学技术构建了多种高灵敏的肥大细胞传感器,实现了对花生过敏原蛋白,牛乳过敏原蛋白等精确检测。为生物传感和食品安全检测新技术、新方法的开发提供科学依据和理论基础。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
桂皮提取物对中式香肠脂质、蛋白氧化和品质的影响
  • DOI:
    10.13995/j.cnki.11-1802/ts.015111
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋栋磊;顾于滨;裴慧洁;练良晋;葛庆丰;于海;吴满刚;尹永祺;汪志君
  • 通讯作者:
    汪志君
A novel and simple cell-based electrochemical biosensor for evaluating the antioxidant capacity of Lactobacillus plantarum strains isolated from Chinese dry-cured ham
一种新型、简单的基于细胞的电化学生物传感器,用于评估从中国干火腿中分离出的植物乳杆菌菌株的抗氧化能力
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2017.08.037
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Ge Qingfeng;Ge Panwei;Jiang Donglei;Du Nan;Chen Jiahui;Yuan Limin;Yu Hai;Xu Xin;Wu Mangang;Zhang Wangang;Zhou Guanghong
  • 通讯作者:
    Zhou Guanghong
酰化高丝氨酸内酯对巨噬细胞模型影响初探
  • DOI:
    10.1002/mrm.27955
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋栋磊;刘延;葛攀玮;吴满刚;葛庆丰;方维明
  • 通讯作者:
    方维明
A novel screen-printed mast cell-based electrochemical sensor for detecting spoilage bacterial quorum signaling molecules (N-acyl-homoserine-lactones) in freshwater fish
一种新型丝网印刷肥大细胞电化学传感器,用于检测淡水鱼中腐败细菌群体信号分子(N-酰基-高丝氨酸-内酯)
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2017.11.040
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Jiang Donglei;Liu Yan;Jiang Hui;Rao Shengqi;Fang Wu;Wu Mangang;Yuan Limin;Fang Weiming
  • 通讯作者:
    Fang Weiming
大豆球蛋白提取纯化工艺研究
  • DOI:
    10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2017.17.041
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    现代食品
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋栋磊;葛攀玮;俞程凯;葛庆丰;方维明
  • 通讯作者:
    方维明

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其他文献

酰化高丝氨酸内酯对巨噬细胞模型影响初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋栋磊;刘延;葛攀玮;吴满刚;葛庆丰;方维明
  • 通讯作者:
    方维明
食品物性学在美食研究中的教学应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    农产品加工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴满刚;段立昆;蒋栋磊;费立天;于海;葛庆丰
  • 通讯作者:
    葛庆丰
AngⅡ诱导人脐静脉内皮细胞建立高血压损伤模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘国艳;孙贝贝;张洁;于苏宁;蒋栋磊;方维明;徐鑫
  • 通讯作者:
    徐鑫

其他文献

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蒋栋磊的其他基金

生物3D打印微组织传感器检测食物过敏原新方法及传感机制研究
  • 批准号:
    32172297
  • 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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