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东南大学赵祥伟教授团队:研制等离激元光学滤膜为抗生素快速检测提供新手段
seuerer 2017-04-17
导语

东南大学生物电子学国家重点实验室赵祥伟教授利用有序微纳结构材料研制了等离激元光学滤膜,使用的时候只需要将5微升那西肽溶液滴在滤膜上,然后测量拉曼光谱就可以判定该那西肽产品是化学合成还是发酵生产,整个检测过程只需5分钟,十分方便。


食品安全一直是我国社会一个普遍关注的问题。其中,畜禽产品过多抗生素残留就对人类健康构成了严重威胁。为解决这一问题,人们一直试图研制更新更有效的抗生素。近年来那西肽(Nosiheptide)就因其相对安全性、良好的应用效果成为一种比较理想的饲用抗生素换代品,符合当前对饲料添加剂的要求,并被广泛用于促进家禽家畜的生长,需求量逐年增多。

目前,那西肽主要通过化学合成和生物发酵两种方法生产,相较而言,前者纯度高效果好,但价格高。因此,有生产商就利用生物发酵那西肽以次充好,谋取不当利益。然而两种产品外观基本一样,难以判别,目前只能通过专业机构进行革兰氏染色或者基因检测等方法进行鉴定,检测过程费时费力。

为此,东南大学生物电子学国家重点实验室赵祥伟教授利用有序微纳结构材料研制了等离激元光学滤膜,使用的时候只需要将5微升那西肽溶液滴在滤膜上,然后测量拉曼光谱就可以判定该那西肽产品是化学合成还是发酵生产,整个检测过程只需5分钟,十分方便

主要原理在于等离激元光学滤膜可以有效过滤那西肽溶液中的残留细菌菌丝,并利用表面的金属镀层有序结构增强菌丝的特征拉曼光谱,从而判断产品的生产来源。与革兰氏染色等其他鉴定方法相比,该滤膜的灵敏度更高、检测速度更快,通过“过滤-检测”方式,可以区分0.005 g/mL的两种那西肽产品。

该工作最近发表于美国化学学会ACS Applied Materials & Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.7b01335)上,博士研究生王德龙为第一作者。由于该滤膜通过纳米粒子自组装和无电解电镀制备,成本较低并易于生产,有望开发成一种那西肽来源快速鉴定产品并推广应用。此外,这种功能滤膜在检验检疫、食品安全、环境监测、POCT等领域也有广泛的应用前景。

文章链接:Discrimination of Nosiheptide Sources with Plasmonic Filters


赵祥伟教授简介:

男,博士,教授。2006年博士毕业于浙江大学。曾先后任日本大阪大学激光工程研究所、美国密歇根大学生物医学工程系、伊利诺大学香槟厄本那分校电子与计算机工程系,哈佛大学医学院访问学者。现任生物电子学国家重点实验室副主任,东南大学生物科学与医学工程学院副院长,分管学院科技产业、基地建设、国际合作工作。

主要研究方向为生物医学检测与传感,研究内容有超构材料、等离激元光学、单细胞分析、表面增强拉曼光谱(SERS)、微流控芯片、POCT检测芯片与仪器。主持或完成国家自然科学基金、863计划、江苏省科技支撑计划等10余项。发表SCI论文40余篇,已授权专利14项,转化专利2项。

研究成果获得教育部自然科学一等奖以及日内瓦国际发明展特别金奖。入选教育部新世纪优秀人才、江苏省“六大人才高峰”高层次人才、江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师和东南大学“华英学者”。

Email: xwzhao@seu.edu.cn; 欢迎有光学、电子、化学、生物医学等相关背景同学报考硕士、博士或者合作博士后研究。

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  • 等离激元光学滤膜
  • 那西肽
  • 表面增强拉曼散射
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作者 seuerer

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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