基於微梁的電化學生物晶片及其檢測技術基礎研究

《基於微梁的電化學生物晶片及其檢測技術基礎研究》是依託上海大學，由李凱擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於微梁的電化學生物晶片及其檢測技術基礎研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李凱
• 依託單位：上海大學

中文摘要

基因組學的研究使科學家們獲取了人類的生命藍圖，但是如何預防、控制疾病等難題依然橫亘在我們面前。生物晶片技術的發展為生命科學的研究提供了史無前例的信息。由於一般的生物晶片技術都需要對待測樣品進行螢光或放射性標記，此過程不僅耗時費力，而且還有可能對待測樣品的性質產生干擾，也不能實時的提供檢測信息，因此，無標記、實時快速的微梁感測技術便獲得了越來越多的關注。本課題組在已結題的微梁生化感測項目支持下，在微梁感測測試技術方面積累了豐富的經驗。在此基礎上，我們提出將電化學感測技術與微梁感測技術結合起來，研製一種基於微梁的電化學生物晶片，以實現對生化反應過程中力學信息和電化學信息的同時提取，為深入認識生物分子間的相互作用以及生物分子的構象轉變等過程提供更加全面的信息，同時也為微梁感測技術的發展提供了一個新的研究思路。

結題摘要

在生物和化學領域中，生化感測器是進行各種實驗研究的必要條件和工作基礎。研製特異性強，靈敏度高，回響時間短的高性能感測器一直是人們追求的目標。近年來，隨著微電子機械系統（micro-electro-mechanical System，MEMS）技術的興起，微梁感測技術得到了很大的發展。由於該技術具有無需標記、靈敏度高、回響時間快等優點，因此特別適合套用於生化感測領域，研究人員對此開展了大量的研究。然而，一般的微梁感測技術只能提供感測過程中微梁的變形信息，該變形對所探究的生化過程只能提供力學方面的信息，對深入解析一個生化過程來說，其信息量是不夠的；其次，在保證高靈敏度測量的情況下，如何實現大批量快速的微梁信號提取，將是把該技術推向晶片化發展的關鍵。本項目針對這兩個問題，一方面將電化學感測技術引進微梁感測系統，開發了一套可同時提取微梁變形信號和微梁表面生化過程中電化學信號的感測系統。利用這兩種信息，我們能夠對所研究的生化過程，有更深入的理解。另一方面，針對高通量快速檢測問題，我們引入數字全息技術對微梁變形進行監測，該方法通過計算機數位化重建光場，從而實現對微梁的變形監測，具有非接觸、全場、高精度等優點，為實現大批量快速的微梁感測檢測技術奠定了堅實的基礎。