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【党的二十大学习专栏】让微生物检测进入快车道——王海霞副研究员课题组在微生物快速检测领域取得系列研究成果

2023年02月23日  点击:[]

让微生物检测进入快车道

 

——王海霞副研究员课题组在微生物快速检测领域取得系列研究成果

 

 

微生物污染风险防控是中药安全性质量控制的一个重要内容,但是微生物检测通常费时耗力。因此,研发灵敏可靠的微生物快速检测技术,实现批量中药材及其加工产品中微生物的实时、快速、准确的定性定量分析,对保证中药产品质量和提升临床治疗效果都具有重要意义。在国家自然科学基金和现代中医药海河实验室科研项目的资助下,王海霞副研究员课题组围绕中药产品中常见微生物的快速检测展开了系列研究,研究成果发表于多个国际重要期刊。

针对快速、灵敏地检测中药基质中的肠致病性大肠埃希菌(E. coli)的问题,课题组研发制备了一种可抛式金箔纸基适配体传感器,在磁场作用下可对基质中E. coli进行有效捕获,并通过SERS技术实现E. coli的灵敏检测,最低检测限为2.86 CFU/mL,检测时间可从4-6天缩短至3小时。相关研究论文“A disposable gold foil paper–based aptasensor for detection of enteropathogenic Escherichia coli with SERS analysis and magnetic separation technology”发表在Microchimica Acta (DOI: 10.1007/s00604-021-05052-0, 2021, IF=6.408, Q2)期刊上,王海霞副研究员和李正研究员为共同通讯作者。

 

由于在实际受污中药样品中往往是多种微生物共存,所以课题组持续考察了上述微生物传感器在金黄色葡萄球菌、单核增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和弗氏志贺氏菌中的检测效果。结果表明,该适配体传感器同样可以应用于中药基质中其他致病菌的灵敏检测,检测限都在个位数菌落级别,检测时间均在3小时以内,实现了从单元致病菌向多元致病菌检测的跨越。相关研究论文“A universal approach for sensitive and rapid detection of different pathogenic bacteria based on aptasensorassisted SERS technique”发表在Analytical and Bioanalytical Chemistry (DOI: 10.1007/s00216-023-04551-8,2023,IF=4.478,Q2)期刊上,王海霞副研究员为通讯作者。


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准确、灵敏地同时检测样品中的混合菌是微生物质量控制领域最为艰巨的挑战之一。为了解决这一复杂问题,课题组提出了一种无标记的SERS信号放大技术,同时结合偏最小二乘回归和人工神经网络算法,对混合样品中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门氏菌可进行同时灵敏检测。相比较于偏最小二乘回归模型,人工神经网络算法显示出更高的分析准确度。相关研究论文“Simultaneous quantitative analysis of Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Salmonella typhimurium using surface-enhanced Raman spectroscopy coupled with partial least squares regression and artificial neural networks”发表在Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy (DOI: 10.1016/j.saa.2023.122510, 2023,IF=4.831,Q2)上,王海霞副研究员和李正研究员为通讯作者。

 

 

目前,王海霞副研究员课题组紧密围绕中药安全性控制持续开展研究,致力于开发微生物快速检测的新方法,为药食领域的微生物安全性质量控制提供技术参考。课题组还在Talanta,Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis,Critical Reviews in Analytical Chemistry,Sensors,《光谱学与光谱分析》、《中国中药杂志》、《中国实验方剂学杂志》、《化学通报》、《中草药》等SCI及中文核心期刊上发表多篇文章,并申请授权了多项发明专利。

 

王海霞老师课题组长期从事中药安全性质量控制领域的微生物快速检测及应用研究,致力于选用拉曼、红外、荧光等灵敏的光谱技术实现快速、准确地分析检测。此外,课题组在基于振荡化学和近红外光谱技术的有效组分过程分析,3D打印药物设计、制备及中药浓缩工艺中的智能消泡技术开发方面也有相关研究基础。热烈欢迎对这些领域感兴趣的同学加入课题组深造,共同开展和推动相关研究。

 

 

王海霞老师的邮箱:whxtcm@tjutcm.edu.cn



本期编辑:何艳丽

本期责编:邓力弋

本期审核:张瀛予  李正


 


 

 

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