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焦必宁研究员团队确立了一种基于CRISPR-Cas12a的荧光法快速迅速检测农产物中有机磷农药残留

【农产物质量平安事情简报 第26期】在部省共建江西绿色有机农产物基地试点省推进会上的讲话

2022年3月21日,农业农村部、江西省人民政府以视频方式共同召开部省共建江西绿色有机农产品基地试点省推进会。,2022年3月21日,农业农村部、江西省人民政府以视频方式共同召开部省共建江西绿色有机农产品基地试点省推进会。

  克日,西南大学柑桔研究所质检中央焦必宁研究员团队在国际期刊Food Chemistry揭晓题为“CRISPRCas12a ba sed fluorescence assay for organophosphorus pesticides in agricultural products”的研究论文(https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132919)。我所硕士研究生付瑞杰为文章第一作者,焦必宁研究员和何悦教授为文章配合通讯作者。本研究获得国家重点研发项目课题和现代农业(柑橘)产业手艺系统等项目资助。
 
  在农业生产中,有机磷农药被普遍用于防治植物病虫草害,对农业增产有益。但不适当的使用会对环境造成污染,对人和动物造成危害。有机磷农药属于一种神经毒物,可对人和动物体内中枢神经的乙酰胆碱酯酶(AChE)活性发生不能逆的抑制作用,从而引起神经递质乙酰胆碱的累积,造成神经功效的杂乱。因此,对农产物中的有机磷农药残留举行快速、迅速、准确的检测,对维护食物平安和农业生态环境具有主要的理论和现实意义。
 
  近期,作为新一代基因编辑手艺的CRISPR-Cas12a在核酸诊断领域展现出了伟大的应用远景。Cas12a 卵白在同源CrRNA 识别靶标DNA 之后,不仅能特异性地切割靶标DNA,还可非特异性地切割周围任何单链DNA(ssDNA)。CRISPR-Cas12a系统具有具有精准切割、价钱低廉、功效壮大、便于操作等显著优点,现已被科学家创新性地引入到核酸快速检测领域,成为现有核酸诊断手艺的伟大突破。得益于CRISPR-Cas12a高效的酶切活性,加之与种种DNA 扩增手艺相连系,使得CRISPR-Cas12a 系统对DNA 的检测迅速率低至aM水平。然而,将CRISPR-Cas12a应用于有机磷农药残留检测还未见报道。
 
  为了实现这个目的,该事情创新性地将对有机磷农药的特异性识别事宜转化为对CRISPR-Cas12a的酶切活性调控事宜,提出了一种基于双酶级联催化调控CRISPR-Cas12a 酶切活性的荧光检测新方式,实现了有机磷农药的迅速检测。在最优条件下,该方式对对氧磷、敌敌畏和内吸磷的检出限划分为270、406 和218 pg/mL。在柑橘类水果和卷心菜样品中三个加标浓度水平下,其平均接纳率为96.43~100.85%,相对尺度误差 (RSD, n=3) 低于5.6%。在该事情中,MnO2纳米片及Mn2+依赖的DNAzyme成为了衔接有机磷农药特异性识别与CRISPR-Cas12a酶切活性的桥梁,首次实现了CRISPR-Cas12a在农药残留检测领域的应用。得益于MnO2纳米片优异的物理性能和三轮酶促信号放大战略的有机连系,该方式在农产物中有机磷农药残留检测领域出现出较好的应用潜力。
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