《功能化TiO2納米管陣列的電化學免疫感測研究》是依託東北大學，由宋焱焱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：功能化TiO2納米管陣列的電化學免疫感測研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋焱焱
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
腫瘤的早期診斷是提高患者生存的關鍵，其核心科學問題是腫瘤細胞或標誌物的確認及其靈敏檢測。本項目以生物醫學中常用功能材料- - 二氧化鈦為平台，結合併發揮生命科學、材料學、半導體學和分析科學等多學科合作研究的優勢，研究基於二氧化鈦納米管陣列的高靈敏新型免疫分析新方法和新技術。擬通過高溫碳化對二氧化鈦納米管陣列進行表面改性，構建感測器敏感界面，研究納米管內生物分子識別和信號放大機制，探索基於半導體納米管光、電特性的免疫分析新方法，構建高靈敏新型免疫感測器，實現腫瘤細胞表面受體原位識別。本項目研究成果將為半導體管狀材料在生物感測器和免疫分析領域的套用提供理論和實驗基礎，並為構建植入式腫瘤細胞感測器開拓新思路。
結題摘要
早期診斷和治療是控制腫瘤發展和降低死亡率最有效的方法。而早期診斷的核心科學問題，則是腫瘤細胞的確認或標誌物的靈敏檢測。功能化仿生界面的製備與性質調控是分析化學向微納米尺度發展的重要基礎，也是構建高靈敏生物感測器件的基本元件。陽極氧化法製備的TiO2納米管陣列良好化學穩定性，穩定的機械性能，寬闊的電位窗，大的比表面積，可調節的管徑和管長，良好的生物相容性，以及紫外光照下的抗菌性和自清潔能力，讓其成為一種具有廣闊套用前景和發展空間的生物功能材料和電極界面。然而，由於陽極氧化製備過程中，TiO2納米管底部與金屬基底之間形成了導電性較差的“障礙層”，以及TiO2自身的半導體特性，導致TiO2納米管陣列電阻較大，影響了電化學感測器的回響靈敏度，從而制約了以TiO2納米管陣列為平台的電化學生物感測器發展。本項目以生物醫學中常用功能材料——二氧化鈦為平台，結合併發揮生命科學、材料學、半導體學和分析科學等多學科合作研究的優勢，發展了一系列基於二氧化鈦納米管陣列的高靈敏新型免疫感測器:（1）以功能化TiO2納米管陣列為感測器敏感界面，研究納米管的結構特點對放大檢測信號的影響，構建信號放大感測器；（2）通過高溫碳化對二氧化鈦納米管陣列進行表面改性，發展了基於碳修飾的TiO2納米管，有效提高了生物分子的固定量和納米管陣列的導電性，使其可以作為一種優良的電極材料使用，發展了高靈敏的電化學感測器；（3）利用納米管高徑向比結構特點，利用TiO2在可見光區的可透性的特點，結合量子點或半導體納米晶發展了信號增強電致化學發光免疫感測器；（4）利用TiO2優良的光-電轉化性能，通過免疫識別改變體系的光電流，發展了一系列高靈敏的光電化學感測界面，並實現腫瘤細胞表面受體原位識別。
