《叉指微電極器件上的核酸分子超靈敏電檢測研究》是依託南京理工大學，由孔金明擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：叉指微電極器件上的核酸分子超靈敏電檢測研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：孔金明
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用電學方法在納米器件上檢測生物分子是一種新興的檢測技術，但是高的背景噪音干擾一直是一個未解決的科學問題。本項目擬通過開展基於矽基質叉指陣列微電極納米器件的核酸分子超靈敏檢測研究;致力於探討叉指陣列微電極器件微納界面的可控自組裝體系及其與核酸分子的相互作用，及其對核酸分子檢測和對分子診斷的影響；設計具有分子識別功能導向的自組裝新體系和新技術、構建特異性識別生物標記物的多功能納米結構。研究電檢測方法中普遍存在的噪音干擾問題，從理論上來探索噪音的產生根源和解決的辦法。利用新型生物酶（人工酶）體系還原金屬離子，實現金屬納米粒子在常溫常壓條件下的可控及穩定生成，達到消除背景噪音的目的，從而實現對核酸分子的高選擇性、超靈敏檢測。這項研究因而具有十分重要的理論意義。並在此基礎上，採用先進的微加工技術將建立的新方法集成於智慧型化微陣列中，實現核酸分子的特異性識別和超靈敏檢測。
結題摘要
叉指陣列微電極(IDAM)在電檢測晶片中占據極其重要的位置，它包含一對微帶電極陣列，每個陣列由多個寬度和間距為微米級甚至納米級的指電極並聯組合而成，電極之間相互嚙合形成叉指狀電極陣列，IDAM具有較高的靈敏度，可以縮短檢測時間，提高信噪比，減少樣品使用量，易於實現設備小型化，生產成本低，可以批量生產等優點。本項目基於矽基質採用IDAM納米器件對核酸分子進行超靈敏檢測研究，通過一年的研究我們主要取得以下成果： 1. 已經設計和製造出了合適的IDAM； 2. 採用IDAM納米器件實現了對金納米粒子的檢測，結果表明該器件具有100 GΩ的檢測能力； 3. 利用螢光的方法研究矽烷試劑3-氨丙基三乙氧基矽烷(APTS)活化後的器件表面與生物分子探針的相互作用，結果表明所選用的矽化劑可以成功地實現器件表面的活化，並且可以通過這種方法將核酸分子固定於器件的二氧化矽表面。 4. 研究了IDAM納米界面上生物分子-生物分子(核酸-核酸)的相互作用，在IDAM上通過矽烷試劑活化矽基表面，並將探針分子修飾到體系中，用於目標核酸分子的捕獲及檢測，結果表明IDAM可以實現對不同核酸樣品的低噪音、超靈敏電檢測； 5. 研究了在鹼性磷酸酶生物催化劑作用下金屬納米粒子的可控生成條件和金屬納米線的形成對背景噪音的消除和生物樣品檢測靈敏度的影響，結果表明低濃度的鹼性磷酸酶在含1 mM Mg2+的50 mM的pH 7.4的Tris-HCl中，37℃下催化12小時，可以達到最佳的催化效果，且金屬納米線的形成有利於降低背景噪音並提高生物樣品的檢測靈敏度；為了進一步研究IDAM對生物分子的檢測分析，我們試圖結合電化學方法來對IDAM上的生物分子進行檢測，以期改進器件的設計，達到更簡便，靈敏度更高的檢測效果，對於建立基於納米生物技術的新型電檢測及電化學檢測生物感測系統，進而探索該生物感測系統在高靈敏疾病診斷及環境監測等方面的套用具有重要的實際意義。
