致病菌及其毒素的检测是整个食品安全保障体系中极为重要的一环。传统的微生物培养法和毒素生物学检测法虽然可靠度高,但非常费时费力、成本高。现有的快速方法仍然存在一些局限性,如操作步骤复杂繁琐、假阳/阴性率高、灵敏度不足、不能定量等。近年来纳米材料技术的迅猛发展为开发更好的生物分析测技术带来了良好的机遇。本项目将研究开发集可操作性、靶向识别、和信号发生多功能于一体的智能型复合纳米颗粒,并在此基础上发展发灵敏、特异、快速检测致病菌及其毒素的荧光生物分析新方法、新技术和新系统。该项研究有望取得拥有自主知识产权的成果,为食品、饮用水和环境中致病菌及其毒素的快速检测提供有效的可选手段,以应对维护食品安全和公众健康的迫切需要。
quantum dot;upconversion nanoparticle;fluorescent immunoassay;immunomagnetic separation;food safety monitoring
近年来,食品安全问题已成为全社会共同关注的焦点和亟需应对的难题。本项目总的目的是开发基于智能纳米粒子的灵敏、特异、快速检测与食品安全紧密相关的生物和化学目标物的新方法、新技术。为此,在水相中直接合成了水分散性的CdTe量子点、Fe3O4 磁性纳米粒子、CdTe/Fe3O4 复合纳米粒子、Mn掺杂的ZnS (Mn:ZnS)量子点、NaYF4:Yb,Er上转换荧光纳米粒子等多种纳米粒子。采用傅立叶红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等多种手段对制备的纳米粒子进行了表征。将基于Fe3O4 纳米粒子的免疫磁分离或基于硝酸纤维素膜的抗体固定与基于CdTe 量子点、Mn:ZnS量子点或NaYF4:Yb,Er上转换纳米粒子的免疫荧光标记结合,建立了对金黄色葡萄球菌肠毒素B(SEB,一种常见的食物毒素)的灵敏、特异的荧光免疫分析方法。以CdTe/Fe3O4 复合纳米粒子或NaYF4:Yb,Er上转换纳米粒子为能量供体,实现了对SEB和雌二醇(一种重要的环境内分泌干扰物)快速、灵敏检测的非竞争性和竞争性荧光共振能量转移免疫分析。