基于相界面反应液滴微流控系统的水产品中非水溶性外源化学污染物分析测定机制研究

The insoluble chemical contaminants in aquatic products can cause serious problems to the human beings, so the detection of these kind of contaminants is becoming increasingly important. These insoluble chemical contaminants are always trace, high lipid solubility, low water solubility, and difficult to degrade. These contaminants are also easy to bioaccumulation, which raise high requirements of the analysis with highly sensitivity, accuracy, and resolution. In this study, we will focus on the detection mechanism of insoluble chemical contaminants in aquatic products by using phase interfacial reaction based droplet microfluidics. Including phase interface biometric reorganization mechanism, interfacial enzyme inhibition biosensing mechanism and interfacial enzymatic biodegradation mechanisms. Based on these mechanisms, we will also employ these droplet microfluidic systems to detect insoluble chemical contaminants such as estradiol, organophosphorus, Methylmercury and plasticizers in aquatic products and also the water around them. The results of this study will not only suit for the detection of the insoluble chemical contaminants in food, but also benefit the detection of other contaminants in the environment.

针对水产品中非水溶性化学污染物存在带来的健康威胁，对影响水产品安全质量的非水溶性化学污染物检测分析具有重要意义。水产品中非水溶性化学污染物具有痕量、高脂溶性，水溶性低，且不易分解，易于生物富集等特点，这些都对分析方法的灵敏度、准确性和分辨率等提出了很高要求。本项目以通过采用基于相界面反应的液滴微流控系统为主要技术手段深入研究功能核酸以及酶等水相检测体系与水产品中非水溶性的外源化学污染物之间相界面生物识别机制、相界面酶抑制生物传感机制以及相界面酶促生物降解机制等相互作用机制和方法为主要研究目标，并基于此开展水产品及其所在环境水体中非水溶性化学污染物如甲基汞、雌激素、塑化剂、农药残留等的检测分析应用研究。本项目研究方法及成果不仅有助于加强食品中非水溶性化学污染物的快速检测分析，也为食品和环境中其它外源性污染物的检测分析提供了新的思路和方法，不断推进食品安全检测技术和环境监测技术的发展进步。

食品中一些非水溶性化学污染物如难降解有机物及重金属等，多具有亲脂性，易在体内蓄积及通过食物链富集等特性，对人们的健康带来了潜在的威胁，同时也是制约经济发展、产生贸易纠纷和影响社会稳定的重要因素。本项目针对食品中痕量非水溶性化学污染物，围绕基于相界面反应的液滴微流控系统的设计与构建为核心，以酶促催化反应机制为基本原理，开展了基于液滴微流控系统相界面反应的食品及其所在环境水体中非水溶性化学污染物的直接准确快速检测分析研究。以典型的食品中非水溶性化学污染物甲基汞为代表，主要开展基于酶促降解反应的液滴微流控系统开展水产品中非水溶化学污染物相界面酶促生物降解机制研究，并考察微流控环境下液滴界面上酶催化动力学及污染物与液滴微流控测定参数的量效关系。本项目针对当前对食品中非水溶性化学污染物快速筛查的技术需求，开展了基于相界面反应液滴微流控系统的高选择性和高灵敏度食品中非水溶性污染物简便快速检测新技术研究。液滴中反应速度快、体积小、空间相对独立、能够实现并行的高通量反应，利于大规模样本筛查。本研究建立的基于相界面反应的液滴微流控系统为食品、环境及其它检测应用中互不相溶相体系的直接检测提供了新的思路，也为食品安全和环境保护提供的新的解决方案，具有很好的实用前景。