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我院陈晓梅教授课题组在水产品生物毒素快速检测研究领域取得重要进展

发布日期:2021-09-01    作者:     来源:     点击:

近期,我院陈晓梅教授课题组在中科院一区《Biosensors and BioelectronicsTop 期刊,IF=10.618)、《Food Chemistry》(Top 期刊,IF=7.514)、《Sensors and Actuators BChemical》(Top 期刊,IF=7.460)和中科院二区《Talanta》(IF=6.057)等化学和食品领域国际知名期刊上发表了系列研究论文,在水产品生物毒素快速检测研究中取得重要进展。

背景介绍:

我国是水产品生产和消费大国,水产品的质量安全问题关系国计民生。近年来,随着全球气候变暖,水产品生物毒素引发的水产品食物中毒及公共安全事件不断增多,引发人们广泛关注。水产品生物毒素分布广、毒性强且不易找到有效解毒剂,因此,发展快速、准确、灵敏的水产品生物毒素检测方法尤为重要。目前,水产品生物毒素常用的检测方法主要有鼠生物法、高效液相色谱-质谱联用法和ELISA法。上述分析方法在准确性以及自动化等方面都具有各自的优点,但仍存在各种各样的弊端,无法满足生物毒素快速、高灵敏检测的需求。

陈晓梅教授课题组经过三年的研究积累,针对水产品生物毒素快速检测中灵敏度低、稳定性差等问题,巧妙地结合纳米技术和生物技术,建立了基于多色荧光传感的贝毒素同步检测法、基于功能化石墨烯量子点的阴极电致化学发光法(ECL)以及基于上转换材料的近红外光电化学法(PEC),实现了对水产品生物毒素的高灵敏、稳定、快速检测。


具体成果简介如下:

        1、以“Competitive near-infrared PEC immunosorbent assay for monitoring okadaic acid based on a disposable flower-like WO3-Modified screen-printed electrode’’为题的论文发表在国际生物化学传感领域权威期刊《Biosensors and Bioelectronics》。硕士研究生郑晨琰为第一作者,陈晓梅教授、苏炳元副主任技师为通讯作者,集美大学为第一单位。该研究基于上转换纳米颗粒NaYF4:Yb,TmUCNPs)和花状氧化钨FL-WO3)修饰的丝网印刷电极(SPE),开发了一种竞争型近红外介导的PEC免疫测定法(cNIR-PECIA),用于超灵敏和高选择性检测冈田酸毒素(OA)。UCNPs可将NIR激发转换为可见光发射,该发射波长与FL-WO3的吸收波长相匹配,因此可驱动FL-WO3产生光电流。据此,将UCNPs作为OA抗体的信标物,结合SPE电极上修饰的FL-WO3,建立基于竞争型免疫吸附模式的NIR PEC传感方法(cNIR-PECIA),用于高效检测贝类中的OA。全文链接:https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113278



        2、以“Novel dual-emissive fluorescent immunoassay for synchronous monitoring of okadaic acid and saxitoxin in shellfish’’为题的论文发表在食品领域国际权威期刊《Food Chemistry》。硕士研究生尹明明、王伟杰为第一作者,陈晓梅教授、陈全胜教授、魏洁博士为通讯作者,集美大学为第一单位。该研究提出了一种新型双发射荧光免疫分析方法,利用由硫、磷共掺杂的石墨烯量子点(S, P-GQDs)和卵清蛋白包被的金纳米粒子(OVA-AuNPs)组成的多色荧光标记来同步监测冈田酸毒素(OA)和石房蛤毒素(STX)。研究发现,SP-GQDsOVA-AuNPs400 nm激发下均可发射出明亮的荧光,且二者具有较大的发射波长差(Δλ= 156nm)和相对独立的荧光行为,这对于在直接混合系统中实现对贝毒素的双信号标记至关重要。在此基础上,研究人员利用竞争型荧光免疫吸附测定(cFLISA)的模式,成功地将双发射cFLISA用于褶牡蛎样品中OASTX的测定。全文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130856 



        3、以“Electrochemical synthesis of phosphorus and sulfur co-doped graphenequantum dots as efficient electrochemiluminescentimmunomarkers formonitoring okadaic acid’’为题的论文发表在传感器领域国际知名期刊《Sensors and Actuators BChemical》(IF=7.460)。硕士研究生彭家伟为第一作者,陈晓梅教授为通讯作者,集美大学为第一单位。该研究以植酸钠、硫化钠分别作为磷源和硫源,采用电化学法一步合成新型的磷、硫共掺杂石墨烯量子点(P, S-GQDs)。异元素的高效掺杂,显著提升了P, S-GQDs的阴极ECL发光性能。利用P, S-GQDs作为ECL信号标记物同OA的单克隆抗体(Anti-OA-MAb)共价偶联,得到ECL免疫探针,建立了检测OA的间接竞争型ECL免疫传感方法(cECLIA),实现对褶牡蛎样品中OA的灵敏检测。全文链接:https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.127383



        4、以“A novel near-infrared light-responsive photoelectrochemical platform for detecting microcystin-LR in fish based on Ag2S cubes and plasmonic Au nanoparticles’’为题的论文发表在分析化学综合性期刊《Talanta》(IF=6.057)。硕士研究生郑晨琰为第一作者,陈晓梅教授为通讯作者,集美大学为第一单位。该研究利用金纳米粒子(AuNPs)敏化硫化银立方体(Ag2S NCs),开发了一种新型的近红外光激发的PEC免疫传感器,用于检测鲢鱼中微囊藻毒素-LRMC-LR)的残留量。AuNPs的局域表面等离子体共振(LSPR)效应和良好的导电性显著提高了Ag2S NCs的光电转换效率。将MC-LR抗体(Abs)用作AuNPs/Ag2S NCs/FTO表面的捕获探针以选择性识别靶标,基于空间位阻效应导致的光电流强度变化来定量检测鱼肉样品中的MC-LR。全文链接:https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121447



本研究得到国家自然科学基金(320722992167506221305050)、福建省自然科学基金、福建省青年拔尖创新人才项目的资助。


延伸阅读:

        陈晓梅教授:博士生导师、硕士生导师,主要从事食品安全快速检测新技术和新方法的研发工作。主持国家自然科学基金面上项目(2项)、国家自然科学基金青年项目及福建省自然科学基金面上项目等项目13项。已在J.Am. Chem. Soc., Carbon, Biosens.Bioelectron., J. Mater. Chem.A,Electrochim.Acta., Analyst, Talanta, Anal. Chim.Acta等国际SCI期刊上发表学术论文70余篇,其中以第一/通讯作者发表论文45篇(7篇论文IF>10),论文被SCI期刊引用3600余次,19篇论文引用次数超过50次,7篇论文先后入选ESI高被引论文,论文H指数31,授权专利4件,参编学术专著2部。先后入选福建省高校杰出青年科研人才培育计划福建省高校新世纪优秀人才计划集美大学青年拔尖创新人才福建省特支双百计划”—青年拔尖创新人才。(文:尹明明)


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