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北京市理化分析测试中心优秀个人——杜美红
发布时间:2019-07-29 10:00

杜美红同志从食品安全快速检测需求出发,基于胶体金免疫层析技术,建立了配合胶体金试纸卡读数仪使用的高特异性、高灵敏度胶体金免疫层析检测技术,并结合物联网技术有效应用于食品安全快速检测、监测;致力于国产化免疫磁珠的研发与应用,通过对抗体结构进行改造,构建新颖的高捕获性能免疫磁珠抗体固定技术,推广应用于食品安全微生物致病菌的快速检测;创新性地开展了食品安全快速检测仪器性能评价,推动了国产化快速检测仪器的规范化、良性发展。曾先后主持和参与国家级/省部级课题10余项,主持科研项目累计经费1280万元。近五年在国内外学术期刊发表论文20余篇,获国家发明专利授权11项(第一发明人8项),参编著1部,制定国家标准2项,机械行业标准1项,获省部级/行业奖4项。

一、免疫分析技术在食品安全快速检测中的研究及推广应用

针对食品安全快速检测的迫切需求,立足本单位食品安全分析检测总方向,被推荐人开展免疫分析技术在食品安全快速检测中的应用研究。作为课题负责人,承担国家重大科学仪器设备专项-《全自动化学发光免疫分析系统在食品营养成分、兽药残留及毒素分析中的应用研究》(课题编号:2013YQ14037105);作为课题第二负责人,承担国家科技支撑计划-《现场快速检测仪器与物联网配套技术研发与产业化示范》(课题编号:2012BAF14B02)研究,累计经费780万元;发表科技论文5篇,获2016年度北京市科学技术奖二等奖1项。

被推荐人基于胶体金免疫分析技术,进行半抗原设计和单克隆抗体的制备与筛选,凭借依托单位-北京市理化分析测试中心第三方检测机构可靠的实验与检测能力优势,开展了大量的方法学验证与复核验证工作,并提出了优化与条件改进建议,为建立食品中抗生素、兴奋剂、毒素、非法添加剂、微生物等5大类70余种项目的胶体金免疫层析快速检测方法奠定了基础,结合配套物联网胶体金试纸卡读数仪的使用,并被成功应用于粮油、乳业、畜禽等食品企业和食品安全监管部门的检测工作,取得良好的经济与社会效益。本成果在北京勤邦生物技术有限公司产业化并进行应用推广,促进和保障了农产品质量安全。

该技术成果中针对目前行业内制备抗生素、兴奋剂、毒素等小分子化合物半抗原不易合成、获得抗体特异性低的共性问题进行了创新研究,利用QSAR理论计算分析和模拟技术,寻找特异结合位点、定向筛选特异抗体,确定分子结构与抗体特异性之间的关系和最佳半抗原结合位点,对其进行化学修饰,为小分子化合物高特异性抗体的制备提供了一种新思路,推动了半抗原抗体制备技术的发展。

二、微生物致病菌捕获分离用免疫磁珠研发及应用研究

被推荐人于北京市理化分析测试中心与中国科学院化学研究所联合培养博士后期间,师从导师高明远研究员,以纳米磁珠方面的科研成果为基础,重点开展纳米免疫磁珠微生物致病菌分离富集应用研究。出站后,致力于食源性致病菌用免疫磁珠的国产化与产业化应用研究。作为项目/课题负责人,得到 “北京市优秀人才培养资助-纳米免疫磁珠微生物富集应用研究”(项目编号:2010D002022000001)、“北京市自然科学基金-基于巯基化Fab’)抗体片段固定免疫磁球提高捕获效率的研究”(课题编号:2162018)、“北京市科技计划-食品安全微生物用免疫磁珠的国产化研究与应用示范”(课题编号:Z161100000916001)的资助,课题经费累计500余万元;发表科技论文10余篇,授权发明专利9项(其中第一发明人7项);获2017年度首都职工自主创新成果二等奖1项,2014年度亚博电竞网站优秀科技成果奖1项,2015年度中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)青年奖1项。

针对国内市场上微生物免疫磁珠捕获率低、国外产品垄断市场的主要问题,进行了免疫磁珠制备技术创新:(1)突破普遍采用的1-100 µm磁珠思路,采用了粒径在1 mm以内的且具有单分散性的超顺磁性微球制备免疫磁珠,有利于固定更多的抗体,增加表面抗原结合位点,更适用于微生物大分子抗原的免疫识别捕获,大幅度提高了微生物的免疫识别性能;(2)针对磁珠表面抗体抗原结合产生空间位阻效应问题,对抗体进行了改造,采用酶解选择性断裂抗体铰链区二硫键获得巯基化抗体制备免疫磁珠,使得抗体更能充分的与目标物特异性结合,显著提高抗体免疫识别效率。

基于以上技术的创新设计,研制出了针对大肠埃希氏菌O157:H7、沙门氏菌等典型致病菌分离富集用免疫磁珠,该免疫磁珠具有良好的稳定性、灵敏性与特异性,与国外同类产品相比,捕获性能提高20%以上。经中关村天合科技成果转化促进中心对成果进行评价,该免疫磁珠的市场转化成熟度为A级。该成果在中国人民解放军军事医学科学院,中国科学院电子学研究所,南京大学,大连海事大学,北京市食品及酿酒产品质量监督检测一站、国家食品质量安全监督检验中心、陕西省疾病控制预防中心、北京勤邦生物技术有限公司等一批高校、科研院所、企业单位得到试验应用,反馈良好。

被推荐人发展了微纳磁珠表面抗体固定新技术,建立了F(ab’)抗体片段自由巯基端偶联免疫磁珠制备新方法,大大提高了免疫磁珠目标致病菌捕获效率,该成果推动了免疫磁珠国产化进程,对打破国外产品在中国市场的垄断局面进行了有益的探索,对降低国内食品安全检测市场的检测成本,提高我国微生物的检测能力及国际竞争力具有重要的推动作用。该创新技术还可应用于各种高分子微纳功能磁颗粒与抗体的固定,能更广泛的应用于微生物、病毒、癌细胞等的检测与诊断,对微纳磁珠抗体固定提供了重要的技术支撑,大大推动了纳米技术与生物技术的更深、更广泛的结合与发展。

三、食品安全快速检测仪器的评价及应用示范

以国产科学仪器应用示范中心为平台,开展国产快速检测仪器应用示范工作,重点开展食品安全快速检测仪器的展览展示、性能评价及应用推广工作。同时,以市场需求为导向,与国内快速检测仪器生产企业及用户开展合作,申报快检仪器标准,为快检仪器的推广与应用搭建桥梁,推进快检仪器的快速发展。被推荐人作为项目技术骨干,承担国家科技部创新方法专项-国产自主知识产权科学仪器设备应用示范(项目编号:2008IM041400)、科学仪器设备质量评价体系构建(项目编号:2009IM033200)、国产科学仪器设备应用方法研究和完善(项目编号:2010IM040200;作为课题子任务负责人承担国家重点研发计划-科研材料与检测装备评价关键技术研究2016YFF0203802),持续、更深、更广泛地推进食品安全快速检测装备评价体系的构建。基于以上工作,发表科技论文4篇,获批《JB/T 12967-2006中华人民共和国行业机械标准-有机磷和氨基甲酸酯农药残留快速检测仪》1项。该成果创新性地构建了快检仪器核心评价体系,规范并统一了农残快检仪器的评价方法,推动了快检仪器市场良性健康发展。

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