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成果展示
中德联合研究院“食品安全快速检测”创新团队
发表日期:2021-04-23供稿:中德研究院

“食品安全快速检测”创新团队隶属于南昌大学“春华秋实”课题组。该方向负责人熊勇华研究员,团队成员包括黄小林教授,黎晓阳教授,郭亮副研究员,聂丽娟副教授,李响敏博士,冷远逵博士,江湖博士以及苏瑜助理研究员等八人,拥有在读博士和硕士研究生共30余人。



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研究目标:针对食品安全重大需求,长期致力于食品安全快速检测方法学研究,为提升我国食品安全监管水平提供科技支撑。

研究方向:1. 食品危害物(如真菌毒素、农兽药残留以及致病菌等)快速检测方法研究;2. 样品前处理方法构建(功能化磁珠、亲和层析柱以及分子印迹技术);3. 光学纳米材料的合成及智能化传感新技术开发;4. 智能化生物医学诊疗平台设计和构建;5. 酶催化剂工程及生物催化。

科研业绩:近十年来,先后主持了国家重点研发课题、国家重点基础(973)研发课题、国家自然科学基金以及各类省级课题15项。系统开展了基于免疫反应的小分子化合物超灵敏识别理论及应用研究,探讨了应用新型标记探针及信号输出系统提高竞争免疫分析灵敏度的新思路,研究成果对研制高灵敏免疫筛查新方法具有重要的指导意义。期间在Chem Soc Rev、J Am Chem Soc、Angew Chem Int Ed、Adv Sci、Biosens Bioelectron、Anal Chem以及J Agr Food Chem等领域TOP类期刊发表SCI论文120余篇,论文他引次数达4000余次,其中影响因子最高为42.846,大于10.0论文15篇,授权国家发明专利70余件。相关成果获江西省科技进步一等奖(2017),中国食品科学技术学会技术发明一等奖(2020)及江西省第四届专利奖(2020)各一次。

1 高性能标记探针制备关键技术的突破

传统的胶体金试纸条使用20-40nm的球形金作为标记探针,因其摩尔消光系数弱,导致检测灵敏度低。针对以上问题,课题组首次提出使用较大粒径(80-100 nm)、多枝状AuNPs提高免疫层析方法检测灵敏度的创新思路(图1A);研制了具有典型核壳结构、光物理性能优异的量子点以及聚集发光微球,探究了微球尺寸效应、发光强度、膜孔径影响试纸条检测灵敏度的科学规律,获得了适合于竞争/夹心免疫层析的不同荧光微球产品(图1B);研制了具有典型核壳异质结构的磁性/等离子体,磁性/荧光的多功能新型标记材料(图1C)。构建了包括级联信号放大、聚合物调控可控铜生长信号放大以及超分子识别层层自组装放大的试纸条超灵敏检测新方法(图1D),为痕量目标物的快速筛查提供了全新思路。



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图1. 基于高性能标记探针的免疫层析关键技术突破:(A)高性能胶体金及胶体金微球;(B)高发光的荧光量子点微球;(C)基于相分离原理精准调控双功能金磁纳米组件的合成;(D)基于超分子识别层层自组装的信号放大策略

2. 基于新型信号输出的高灵敏免疫分析方法研究

传统免疫学方法通常采用酶催化有机显色底物作为信号输出,由于现有的显色产物光学信号强度弱,导致该类方法检测灵敏度偏低,无法满足痕量目标物检测的需求。针对以上问题,课题组以调控纳米材料光学信号为免疫学信号输出的新思路,建立了系列高灵敏甚至超灵敏的免疫检测新方法,实现了待测物的痕量分析。

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图2. 基于新型信号输出的高灵敏免疫新方法研究:(A)基于ZGMP酸刺激响应的无背景高灵敏的免疫新方法;(B)基于纳米球状分子刷放大等离子体共振免疫新方法超灵敏检测真菌毒素;(C)基于动态光散射技术超灵敏检测食源性致病菌的均相免洗免疫新方法