【摘 要】
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随着我国经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,食品安全问题也更多地受到人民的关注。其中,有机磷农药残留问题更是严重威胁着广大群众的身心健康,因此必须加大监管力度、发展有机磷农药检测技术,为百姓守好“餐桌上的最后一道防线”。但现存的一些检测技术往往存在操作繁琐、仪器昂贵以及难以现场检测等缺陷。因此为满足不同的检测需求,开发基于前沿技术的检测方法是十分必要的。本研究基于有机磷农药与荧光染料硫磺素T(
【基金项目】
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北京化工大学-中日友好医院生物医学转化工程研究中心联合项目(RZ2020-02); “十三五”国家重点研发计划NQI专项项目(2016YFF0203703); 中国航发北京航空材料研究院;
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随着我国经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,食品安全问题也更多地受到人民的关注。其中,有机磷农药残留问题更是严重威胁着广大群众的身心健康,因此必须加大监管力度、发展有机磷农药检测技术,为百姓守好“餐桌上的最后一道防线”。但现存的一些检测技术往往存在操作繁琐、仪器昂贵以及难以现场检测等缺陷。因此为满足不同的检测需求,开发基于前沿技术的检测方法是十分必要的。本研究基于有机磷农药与荧光染料硫磺素T(Th T)竞争结合适配体PES11从而导致体系荧光信号发生变化的原理,成功开发出一种可用于有机磷农药高通量、快速检测的适配体芯片方法。本课题的具体工作分为以下三部分:1.在构建适配体芯片前,首先结合荧光法和紫外法在溶液环境中初步探究了反应原理的可行性。结果表明原理与设想一致,可用于有机磷农药的检测,即:溶液环境中游离的Th T荧光信号很弱,与适配体结合后,适配体的G四链体构象激活Th T潜在的荧光性质,使得体系的荧光信号显著增强。再加入有机磷农药同源类似物OP3后,部分适配体更倾向于与OP3结合,导致Th T从这些适配体链中解离,体系的荧光信号随之下降。基于此原理,在优化条件下,成功检出10-200μM OP3,并为后续芯片实验确定了适合的靶标浓度。2.通过适配体末端氨基和芯片表面醛基之间的席夫碱反应,成功将反应体系构建到适配体芯片平台上。在优化条件下(300 n M PES11-12T、80μM Th T),首先对OP3进行了灵敏检测并计算出检测限为0.52μM。然后选取了除OP3外的八种商用有机磷农药作为待测靶标以探究适配体芯片方法的广谱性,并对其中荧光抑制率较高的有机磷农药进行了定量检测,成功构建出四种有机磷农药的标准曲线。最后在梨和萝卜提取液中进行加标回收实验评估了方法的适用性和准确性,与其他方法相比,开发的适配体芯片方法除具备相当的灵敏度外,还在高通量快速检测和低成本方面存在明显优势。3.由于本研究原理涉及G四链体相关构象,因此基于圆二色光谱技术探究了适配体PES11在结合缓冲液(1×binding buffer)中的反应机制以及缓冲液成分中的四种阳离子对G四链体形成的影响;然后进一步探究了PES11在不含任何阳离子的Tris-HCl缓冲液中的反应机制,并通过荧光实验和PES11截短实验发现PES11在TrisHCl缓冲液中形成了分子内的正平行G四链体;最后在两种缓冲液比较了OP3对PES11-Th T复合物的荧光抑制率并确定1×binding buffer更适合本体系。
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