【儀表網(wǎng) 行業(yè)聚焦點(diǎn)】近期，中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所海洋環(huán)境電化學(xué)與傳感器技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)和海岸帶微型生物生態(tài)與應(yīng)用團(tuán)隊(duì)合作，在前期研究工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展了一種免標(biāo)記、免固定化電位型傳感器用于海水致病菌的檢測(cè)。

        海水中的致病菌包括來(lái)自生活污水、城市徑流以及海岸沙灘流入的陸源性致病菌及自然海水中致病菌。海水中致病菌的污染不僅威脅人們的健康安全，而且會(huì)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大的危害和損失。因此，發(fā)展快速、準(zhǔn)確、高靈敏檢測(cè)海水中主要致病菌的傳感器技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。

      近期，中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所海洋環(huán)境電化學(xué)與傳感器技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)和海岸帶微型生物生態(tài)與應(yīng)用團(tuán)隊(duì)合作，在前期研究工作的基礎(chǔ)（analyticalchemistry，2012，84，2055-2031）上，進(jìn)一步發(fā)展了一種免標(biāo)記、免固定化電位型傳感器用于海水致病菌的檢測(cè)。該檢測(cè)系統(tǒng)以核酸適體作為識(shí)別分子，魚(yú)精蛋白作為指示離子，避免了對(duì)核酸適體的標(biāo)記和固定化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)致病菌的快速、、低成本檢測(cè)。海水高鹽度能夠降低核酸適體和靶致病菌的結(jié)合能力，并會(huì)干擾聚離子選擇性電極的電位響應(yīng)。在實(shí)際樣品分析中，研究采用了樣品在線快速過(guò)濾法，有效消除海水基體效應(yīng)，并通過(guò)致病菌富集提高了檢測(cè)靈敏度，滿足了實(shí)際海水檢測(cè)的要求。以單增李斯特菌為例，該檢測(cè)系統(tǒng)的檢出限達(dá)到了10CFUmL-1。

      水重金屬污染物快速檢測(cè)傳感器技術(shù)的研究可為及時(shí)地開(kāi)展海洋和海岸帶環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)提供重要的技術(shù)手段，為滿足國(guó)家在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的重大需求提供科技支撐。本項(xiàng)目將對(duì)低檢出限聚合物膜離子選擇性電極在強(qiáng)電解質(zhì)干擾條件下的電極響應(yīng)特性進(jìn)行系統(tǒng)研究，深入探討電極在海水基體條件下對(duì)痕量重金屬離子的傳感機(jī)理。通過(guò)選擇適合的電極活化液及內(nèi)充液、優(yōu)化電極膜的組成、改善實(shí)驗(yàn)操作條件等途徑抑制海水基體效應(yīng)，消除來(lái)自膜相的主離子通量對(duì)電極檢出限的影響，顯著提高海水中重金屬離子檢測(cè)的靈敏度；采用與重金屬離子具有強(qiáng)鍵合作用的離子載體并在電極膜中引入親脂性氫離子載體，提高電極測(cè)定的選擇性及可逆性，開(kāi)發(fā)出一類(lèi)能夠快速檢測(cè)海水中重金屬污染物的新型離子選擇性電極。本研究項(xiàng)目在提高海水分析化學(xué)對(duì)痕量重金屬離子響應(yīng)的靈敏度和選擇性等方面具有重要的理論和方法上的創(chuàng)新，將有力地推動(dòng)環(huán)境痕量重金屬元素分析化學(xué)的學(xué)科發(fā)展。

      本項(xiàng)目主要研究將核酸適體與貴金屬（金或銀）納米粒子溶膠結(jié)合，并利用貴金屬納米粒子溶膠的表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）特性和混合型微流控芯片，發(fā)展基于微流控芯片的＂核酸適體-金屬納米粒子溶膠＂SERS探針?lè)治黾夹g(shù)。實(shí)現(xiàn)＂核酸適體-金屬納米粒子溶膠＂對(duì)海水中低檢出限重金屬污染物靶標(biāo)分子高靈敏度、高選擇性、簡(jiǎn)便快速的識(shí)別與檢測(cè)。

      非點(diǎn)源污染是海岸帶陸源污染的重要方面，在很多區(qū)域甚至超過(guò)點(diǎn)源污染而構(gòu)成河口和近岸海域水體污染的主要原因，因此，加強(qiáng)海岸帶陸源非點(diǎn)源污染研究意義重大。土地利用變化是導(dǎo)致海岸帶河流、湖泊和近岸海域非點(diǎn)源污染的重要原因，膠東半島是我國(guó)大的半島，人口集聚、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、城市化等因素導(dǎo)致土地利用的巨大變化，是開(kāi)展海岸帶陸源非點(diǎn)源污染及陸海相互作用研究的理想?yún)^(qū)域。本項(xiàng)目集成遙感、GIS和非點(diǎn)源污染模型，基于SCS-CN方法模擬年徑流，基于RUSLE方程模擬年土壤侵蝕，通過(guò)污染物輸出系數(shù)法和GIS水文分析技術(shù)估算非點(diǎn)源污染物產(chǎn)生、遷移與富集的特征及入海通量，定量揭示近30年膠東半島土地利用變化對(duì)近岸海域陸源非點(diǎn)源污染的影響效應(yīng)，理論與實(shí)踐意義均比較突出。項(xiàng)目對(duì)聚合物敏感膜電位型傳感器在強(qiáng)電解質(zhì)條件下檢測(cè)電中性有機(jī)磷農(nóng)藥分子進(jìn)行系統(tǒng)研究，深入探討在海水基體條件下以分子印跡聚合物電極膜為分子識(shí)別元件實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)磷分子的高選擇性分離富集方法以及電極膜對(duì)指示離子的高靈敏電位響應(yīng)機(jī)理。通過(guò)選擇合適的功能單體及交聯(lián)劑，優(yōu)化聚合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件，提高分子印跡聚合物對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥分子識(shí)別的特異性；優(yōu)化聚合物電極膜的組分，實(shí)現(xiàn)佳的分離富集效果，消除海水基體效應(yīng)及復(fù)雜成分的干擾；合成與待測(cè)有機(jī)磷分子具有相似的分子結(jié)構(gòu)和鍵合位點(diǎn)的有機(jī)離子為指示離子，實(shí)現(xiàn)對(duì)電中性有機(jī)分子的間接電位測(cè)定，開(kāi)發(fā)出一類(lèi)能夠快速檢測(cè)海水中電中性有機(jī)磷農(nóng)藥分子的新型電位型傳感器。本項(xiàng)目在提高傳感器對(duì)海水中痕量有機(jī)磷農(nóng)藥響應(yīng)的靈敏度和選擇性等方面具有重要的理論和方法上的創(chuàng)新，為及時(shí)地開(kāi)展海洋和海岸帶環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)提供重要的技術(shù)手段，為滿足國(guó)家在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的重大需求做出貢獻(xiàn)。

       本項(xiàng)目將系統(tǒng)研究基于核酸適體識(shí)別的免標(biāo)記免固定化電位型生物傳感器檢測(cè)海水中致病菌污染物，深入探討以核酸適體作為識(shí)別分子實(shí)現(xiàn)對(duì)不同致病菌的高選擇性識(shí)別以及采用聚陽(yáng)離子作為指示離子實(shí)現(xiàn)均相電極電位信號(hào)高靈敏傳導(dǎo)的檢測(cè)機(jī)制。通過(guò)考察核酸適體與靶致病菌相互作用的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，篩選適合的核酸適體，實(shí)現(xiàn)對(duì)致病菌的特異性識(shí)別；采用電流驅(qū)動(dòng)法將電極內(nèi)充液中的聚陽(yáng)指示離子釋放到聚合物膜離子選擇性電極表面，用以電位傳導(dǎo)由靶致病菌導(dǎo)致的核酸適體構(gòu)型的變化；通過(guò)優(yōu)化聚合物電極膜的組分、電極內(nèi)充液濃度、施加電流大小和電流時(shí)間長(zhǎng)短實(shí)現(xiàn)指示離子可控釋放，進(jìn)而調(diào)節(jié)電極的靈敏度和檢測(cè)范圍；采用樣品在線快速過(guò)濾法，有效消除海水基體效應(yīng)，提高檢測(cè)靈敏度，開(kāi)發(fā)出一類(lèi)檢測(cè)海水致病菌的免標(biāo)記免固定化新型傳感器。在提高對(duì)海水致病菌特異性識(shí)別和快速、靈敏檢測(cè)等方面具有重要的理論和方法創(chuàng)新，為滿足國(guó)家在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的需求做出貢獻(xiàn)。本項(xiàng)目將系統(tǒng)研究基于核酸適體識(shí)別的免標(biāo)記免固定化電位型生物傳感器檢測(cè)海水中致病菌污染物，深入探討以核酸適體作為識(shí)別分子實(shí)現(xiàn)對(duì)不同致病菌的高選擇性識(shí)別以及采用聚陽(yáng)離子作為指示離子實(shí)現(xiàn)均相電極電位信號(hào)高靈敏傳導(dǎo)的檢測(cè)機(jī)制。通過(guò)考察核酸適體與靶致病菌相互作用的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，篩選適合的核酸適體，實(shí)現(xiàn)對(duì)致病菌的特異性識(shí)別；采用電流驅(qū)動(dòng)法將電極內(nèi)充液中的聚陽(yáng)指示離子釋放到聚合物膜離子選擇性電極表面，用以電位傳導(dǎo)由靶致病菌導(dǎo)致的核酸適體構(gòu)型的變化；通過(guò)優(yōu)化聚合物電極膜的組分、電極內(nèi)充液濃度、施加電流大小和電流時(shí)間長(zhǎng)短實(shí)現(xiàn)指示離子可控釋放，進(jìn)而調(diào)節(jié)電極的靈敏度和檢測(cè)范圍；采用樣品在線快速過(guò)濾法，有效消除海水基體效應(yīng)，提高檢測(cè)靈敏度，開(kāi)發(fā)出一類(lèi)檢測(cè)海水致病菌的免標(biāo)記免固定化新型傳感器。在提高對(duì)海水致病菌特異性識(shí)別和快速、靈敏檢測(cè)等方面具有重要的理論和方法創(chuàng)新，為滿足國(guó)家在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的需求做出貢獻(xiàn)。