農產品加工業
國家自然基金
四川省丹丹郫縣豆瓣集團股份有限公司
四川 成都市 郫都區 安德鎮永安路38號
本項目擬基于團隊在核酸探針和核酸擴增技術方面的技術積累,構建基于核酸適配體變構響應的黃曲霉毒素B1的均相快速分析方法,并構建基于核酸恒溫擴增技術的產真菌毒素微生物的鑒定篩查技術,以此構建一套黃曲霉毒素B1污染風險快速評估技術平臺。核酸適配體是一類新型的具有分子識別性的單核酸鏈。相比抗體,核酸適配體具有結構響應性(可構建均相的檢測方法,不要洗滌和標記)、穩定和廉價等優勢。基于核酸適配體為識別元件,有望構建不依賴分離的、快速響應、直輸光學信號的黃曲霉毒素B1檢測技術。核酸恒溫擴增技術,包括滾環擴增技術和環介導等溫擴增技術等,能夠在固定溫度、一個離心管里邊實現對靶標核酸高效(107)和快速(20分鐘)擴增,免除了昂貴的控溫設備(PCR儀),因此更容易實現檢測技術的推廣。同時核酸恒溫擴增技術能夠抗樣品基質的干擾,可以實現樣品初提產物的直接擴增,極大地減少了樣品處理時間。因此,基于核酸恒溫擴增技術的基因檢測平臺有望實現產真菌毒素微生物的現場快速檢測。
展開1. 基于核酸適配體變構效應的黃曲霉毒素均相快速分析 相比抗體,靶標分子的結合能夠引發核酸適配體的變構。但是核酸適配體的變構很難直接輸出高靈敏的靶標分子響應信號。我們團隊通過核酸探針結構設計、熒光能量轉移過程構建以及新型核酸染料應用,實現了變構過程的距離效應和結構效應的綜合增強(圖3,4),將基于適配體變構響應原理的黃曲霉毒素B1的檢測靈敏度提高了103倍,黃曲霉毒素B1的檢出限達到1 μg/kg,低于國標的限量要求。特別的,通過響應協同設計,我們構建了基于單核酸適配體鏈的黃曲霉毒素B1的快速檢測方法,并應用于包括玉米、花生油、豆瓣醬、土壤和水中黃曲霉毒素B1的快速現場檢測。 2. 基于核酸恒溫擴增技術的產黃曲霉毒素微生物快速檢測技術 目前常規微生物檢測技術是PCR技術。但是PCR技術需要昂貴的設備,無法實現現場檢測,并且依賴核酸提取過程,操作復雜且耗時。本項目擬構建基于核酸恒溫擴增技術的產黃曲霉毒素微生物快速檢測方法(圖5)。通過鏈置換探針,鎖式探針以及dCas9探針特異性識別產黃曲霉毒素微生物的核糖體ITS序列。通過恒溫的滾環擴增技術、環介導等溫擴增技術、恒溫PCR技術(RPA)等實現識別基因的快速高效過程。同時構建熒光標記探針和核酶催化探針,分別實現高特異性的熒光及比色檢測方法。對于定量檢測分析,構建實時的熒光檢測技術,實現對產黃曲霉毒素微生物的精準定量分析。
展開目前項目研究已經初具成果,形成了相關專利論文等科研成果,現在正處于項目推廣階段。
展開項目已有研究基礎和技術指標 1.構建了基于核酸適配體變構技術的均相不依賴分離的黃曲霉毒素B1識別和檢測方法; 2.構建了高靈敏基因檢測芯片,可用于病毒、真菌和細菌的高靈敏、快速可視化檢測; 3.構建了基于核酸恒溫擴增技術的不依賴培養的產毒素黃曲霉和寄生曲霉的快速檢測技術; 4.開發了便攜熒光和比色檢測設備(尺寸LWH,40×30×30 cm),正在開發移動電源供電設備及手機可視化檢測平臺,可以實現黃曲霉毒素B1和產毒素菌的現場快速分析; 5.檢測時間:單次黃曲霉毒素B1檢測時間控制在20分鐘以內;產毒素菌檢測時間控制在40分鐘以內。 6.檢測靈敏度:黃曲霉毒素B1檢出限可達到 1 μg/kg;;產毒素菌檢出限可以達到50個拷貝; 7.檢測穩定性和準確性:檢測誤差控制在±10%,穩定性控制在±5%; 8.已測試檢測樣品:豆瓣醬;花生油;玉米;土壤;水。
展開目前項目研究已經初具成果,形成了相關專利論文等科研成果,現在正處于項目推廣階段。項目應用前景:在糧食生產、貯存及加工過程中作為黃曲霉毒素B1污染及潛在污染(產毒素菌)的檢測和監控,特別適用于谷物花生等存儲期間黃曲霉毒素B1的現場快速和包括豆瓣醬等調味品中黃曲霉毒素B1的篩查。
展開目前項目正在成果轉化階段,通過在企業實際檢驗檢測中的驗證積累,將項目研究成果從易操作、檢驗時間短、精準度高著手,有效推廣到企業生產過程中。
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