从功能材料开发和模式创新着手,致力于核酸配体键合整体柱电色谱特异分离技术的创新研究。首次将核酸适配子亲和作用引入毛细管整体柱电色谱识别模式,在柱键合微囊藻毒素核酸适配体MC25,在整体柱内部形成大量与囊藻毒素分子特异作用的核酸适配体位点,改善整体柱微观结构和聚合层表面功能特性,制备特征识别的新型毛细管电色谱亲和整体柱;优化压力-电渗流综合进样,创新建立集电场堆积富集、配体亲和吸附和毛细管电色谱高效分离为一体的新型毛细管电色谱分离模式,解决常规色谱填料特征选择性弱、大体积压力进样导致区带展宽的瓶颈问题,实现复杂环境中微囊藻毒素的特异选择富集和高效分离。在此基础上,集成极灵敏的激光诱导荧光技术,建立微囊藻毒素的在线荧光检测技术,实现痕量微囊藻毒素的毛细管整体柱电色谱核酸适配子亲和特异分析,藉此为复杂环境中痕量毒素的高灵敏特征分析探索新模式。拟发表高水平论文5-8篇、发明专利2-3项。
Nucleic acid aptamer;Functionalized monolith;Capillary electrochromatography;Microcystin;
项目从“材料制备”-“作用机制”-“分析应用”着手,开展了功能整体柱制备、核酸适体在柱修饰技术、微囊藻毒素灵敏分析技术的研究。建立了核酸适体功能化整体柱制备、微流电色谱在线富集和藻毒素高效分析技术,相关成果在J. Chromatogr. A等期刊发表了SCI论文10篇,申报了发明专利3项,培养博士2名、硕士3名,较好地完成了研究目标。 1. 研发了多种有机聚合和杂化硅胶整体柱,发展了核酸适体在柱修饰技术。研制了Poly(VBTA-co-TAEIC)、Poly(POSS-MA-VBTA)亲水作用整体柱,研发了环氧基甲基丙烯酸有机聚合整体柱、POSS-枝化聚乙烯亚胺(PEI)杂化硅胶整体柱,探索出了聚合单体、致孔剂组成、交联度对整体柱聚合结构、溶胀特性和材料活性的影响规律,制备了带有活性修饰基团的整体聚合功能材料;在柱键合3位带有活性氨基的MC-LR适配体,将核酸适配体的亲和作用引入整体柱,改善整体柱微观结构和聚合层表面功能,研究发展了核酸适体修饰整体柱。 2.建立了微流电色谱在线富集技术,实现了痕量生物毒素的灵敏检出。系统研究了场放大进样(FASS)协同色谱区带压缩效应(CZSE),分析了流动相有机试剂含量、样品基质组成、分离电压、柱压、进样时间及进样量等参数对毒素在柱富集的影响规律,建立了集电场堆积富集、固定相高相比吸附和电色谱液电双驱动分离为一体的新型在线分析模式,检测限可达0.5 ppb,RSD小于9.6%,与常规进样方式比较,灵敏度提高了约3个数量级,实现了痕量毒素的微流电色谱柱上富集及灵敏分析。 3、建立了痕量微囊藻毒素的高效分析技术。针对微囊藻毒素中的氨基酸和肽键结构,采用直接偶联法和小分子架桥法,研究了氨基酸结构、生物肽结构的荧光衍生和微流电色谱激光诱导荧光检测技术,探索了具有氨基酸和肽结构的微囊藻毒素的荧光分析方法;基于所制备的亲水作用整体柱,实现了微囊藻毒素MC-LR、MC-RR和MC-YR的分离;基于核酸适体修饰的功能整体柱,实现了微囊藻毒素MC-LR的选择识别。基于表面修饰酶生物催化信号放大,拓展研究了MC-LR免疫分析技术,实现了微囊藻毒素MC-LR的高灵敏检出,检测限 0.01μg/L,为水中微囊藻毒素检测发展了新方法。