單顆粒電致化學發光生物分析

《單顆粒電致化學發光生物分析》是依託南京大學，由徐靜娟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：單顆粒電致化學發光生物分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐靜娟
• 依託單位：南京大學

項目摘要

針對納晶材料電致化學發光分析中存在的問題，如表面組裝的不均一以及組裝後納晶粒徑的不可控性帶來的界面電子和能量轉移效率的平均化等問題，我們提出單顆粒電致化學發光生物分析這一研究項目。擬發展能夠用於單顆粒檢測的納米材料，建立形貌可控、粒徑可調的納米顆粒陣列製備技術，實現納米材料在電極表面的精確組裝和調控，揭示顆粒粒徑、間隔距離、顆粒形狀等對ECL的影響；深入研究基於能量轉移的電致化學發光－電漿相互作用機制，為利用納米導線設計分子器件提供理論基礎；研發基於單顆粒的生物檢測技術，構建生物感測界面、設計長距離分子標尺；建立新型高靈敏的納米感測器，探索對生物分子進行靈敏、準確的可視化檢測方法，實時觀察生物分子結合的過程，為生命分析科學研究提供有力的技術支撐。

結題摘要

針對納晶材料電致化學發光分析中存在的問題，如表面組裝的不均一以及組裝後納晶粒的不可控性帶來的界面電子和能量轉移效率的平均化等問題，我們提出單顆粒電致化學發光生物分析這一研究項目。主要開展了兩方面的研究：（1）ECL納米顆粒與金納米顆粒之間的相互作用機制研究。通過DNA精確自組裝結構調控半導體納晶與金納米顆粒的距離，深入研究了不同納米結構材料（金納米顆粒、金二聚體、枝晶結構納米金、金納米籠、銀納米簇等）對半導體納晶ECL的能量調控作用，基此建立了一系列高靈敏生物感測界面和感測方法。（2）單顆粒ECL成像研究顆粒結構與電化學活性關係。我們自主搭建了一套電化學發光成像裝置，通過信號發生器同時觸發電化學工作站和EMCCD，實現單顆粒電化學發光的同步採集。這種成像方法與暗場和螢光成像相比，無需外加光源，不會增加局部熱量影響反應過程，同時可以快速、實時、高通量成像。實現了在貴金屬納米材料表面電化學活性的時空分辨成像。結合理論分析及有限元模擬，研究單個零維、二維納米顆粒在電化學反應過程中的電荷傳輸機制，獲取了納米顆粒的結構與電化學信號之間的本徵關係。已按計畫順利完成，實現了預期的研究目標，取得了預期成果。截止目前已發表SCI論文18篇，包括Angew. Chem. Int. Ed.（1篇）、Anal. Chem.（4篇）、Chem. Commun. (2篇)、 Biosens. Bioelectron. （4篇）等。國際學術會議邀請報告9次；培養博士4名、在讀博士生2名。