基于DNA金属纳米簇的核酸适体传感器的构建及其在食品中真菌毒素检测 中的应用

The food safety problem caused by fungal toxins have become increasingly prominent in the world, which threats to human and animal health and life safety seriously.Therefore, it is very important to establish effective methods for detection of fungal toxins.Metal nanoclusters formed with DNA as template have many advantages, such as easy to synthesis, the fluorescence emission wavelength tunable, high anti-photobleaching, the ability of protecting the nucleic acid to resist interference of complex environment. Moreover, DNA nanoclusters are nano mimic enzyme with high catalytic performance, low signal background and strong stability which can be used in the field of biosensor to replace traditional natural enzyme.This project intends to prepare DNA nanoclusters with excellent performance( copper nanoclusters , silver nanoclusters and gold nano clusters)to construct mycotoxins nucleic acid aptamer sensor with high stability, sensitivity and selectivity and easy preparation of nanoclusters of DNA structure, so as to realize fast and sensitive detection of fungal toxins in food,promote the mycotoxins nucleic acid aptamer biosensor gradually move from the research laboratory to the practical field, provide valuable food monitoring theory and technical basis.This study is of great significance for the protection of food safety.

由真菌毒素引起的食品安全问题在世界范围内日益突出，严重威胁人类和动物的健康与生命安全，因此，建立有效的真菌毒素检测方法极其重要。以DNA为模版形成的金属纳米簇具有合成方法简易、荧光发射波长可调、耐光漂白性高，能够保护核酸抵抗复杂环境的干扰等优点。并且金属纳米簇是一种纳米模拟酶，稳定性强、催化性高，可在生物传感领域代替传统的天然酶。本项目拟制备并筛选出性能优良的DNA金属纳米簇（如铜纳米簇、银纳米簇、金纳米簇），建立基于DNA金属纳米簇的高稳定性、灵敏度和选择性的真菌毒素核酸适体传感器，从而实现食品中真菌毒素的快速灵敏检测，使真菌毒素核酸适体生物传感器逐步由研究实验室走向实用现场，为食品监测提供有价值的理论与技术依据。此研究对于保护食品安全具有重要意义。

真菌毒素引起的食品安全问题在世界范围内日益突出，对人类的身体健康和日常生活构成了严重威胁，同时也对我国的食品出口贸易以及经济发展带来了不可忽视的负面影响。因此，急需开发灵敏且快速的检测方法用于真菌毒素的检测。本项目针对目前生物传感器中常用的酶标记物容易变性失活的问题，开发新的电化学探针，研究新的检测机理。本项目开发了五种纳米模拟酶，构建了一系列电化学及可视化适体传感器用于不同真菌毒素的检测。代表性工作如下：①以掺杂金纳米簇的二硫化钼(AuNCs@MoS2)作为基底，以修饰了链霉亲和素并且负载了金纳米双锥的铁卟啉有机多孔材料(SA-AuNBPs@ PAF-40-Fe)作为标记物，利用该标记物的过氧化物酶的特性，构建了黄曲霉素适体传感器。②在适体末端修饰30个胸腺嘧啶T，以合成铜纳米簇（Cu NCs)。利用铜纳米簇具有的过氧化物模拟酶的催化作用，催化过氧化氢的还原,制备了信号减小型适体传感器，实现对小分子OTA的检测③首次以具有类过氧化物酶性质的Pt NPs@Mn-MOF-74纳米复合材料作为电极基底，采用丝网印刷电极构建了一种无标记型电化学适体传感器，采用U盘式电化学工作站，可用于赭曲霉毒素（OTA）的现场检测。④提出了一种新的适体传感器检测机理，首次将金属有机框架材料（MOFs）作为信号探针，通过检测Cd-MOFs-74中的Cd2+离子的信号实现对OTA的超灵敏快速检测。⑤以Au NPs@g-C3N4复合材料为作为电化学适体传感器的基底，构建了阻抗型赭曲霉素适体传感器。本项目研究开拓了纳米模拟酶及金属有机框架材料在电化学及可视化适体传感器方面的应用,对于保护食品安全具有重要意义。本项目培养研究生 6人，研究发表了7篇SCI收录的论文,其中二区3篇;单篇最高影响因子6.232，累计影响因子17.074。另在国内核心刊物上发表了3篇论文，在国内一般期刊上发表论文2篇。