基於界面調控策略的高性能電化學生物感測研究

《基於界面調控策略的高性能電化學生物感測研究》是依託西北大學，由鄭建斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於界面調控策略的高性能電化學生物感測研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭建斌
• 依託單位：西北大學

項目摘要

基於功能納米材料和DNA納米技術及感測界面調控等技術研發高性能感測器，已成為電化學感測研究的前沿方向之一。本項目基於親疏水性作用力、DNA拓撲結構及熱引發親疏水性調控制備具有陣列、核殼和囊泡等特異形貌或結構功能納米材料，構置基於上述功能納米材料的電化學生物感測器，探索功能納米材料調控、界面識別反應、熱引發劑種類和引發條件與感測器回響性能間關係，建立功能納米材料製備和檢測凝血因子、蛋白激酶活性等的電化學生物感測新方法；開展基於新型超級G四鏈體及其調控DNA納米馬達的電化學生物感測研究，揭示超級G四鏈體DNA納米結構及其感測識別過程中結構變化、DNA納米馬達運行機制和界面識別反應與感測器回響性能間關係，建立新型生物感測界面構建和高性能循環檢測抗癌藥物CX-3543等物質的電化學感測新方法。該研究為功能納米材料合成和高性能電化學感測界面構建提供新思路，可為酶活性評價、藥物篩選等相關研究提供參考。

結題摘要

基於功能性納米材料和DNA納米技術及感測界面調控等技術研發高性能感測器，已成為電化學感測研究的前沿方向之一。本項目基於親疏水性作用力、DNA拓撲結構及熱引發親疏水性調控可控制備了碳納米材料、金屬納米材料、金屬氧化物納米材料等六十餘種功能性納米複合材料，提出了納米材料表面調控以及基於G-四鏈體構建新型感測界面的新方法；構置了55種基於納米材料表面調控的電化學生物感測器和6種基於G-四鏈體DNA納米結構的電化學生物感測器，開展了可控合成和表面調控功能性納米材料、G-四鏈體DNA納米結構、DNA納米馬達運行機制等研究；建立了功能納米材料製備、DNA納米結構設計的新方法以及高性能檢測鉛粒子、過氧化氫、多巴胺、肌鈣蛋白、抗癌藥物CX-3543等物質的電化學感測新方法。共完成研究論文61篇，其中已在《Journal of Materials Chemistry A》、《ACS Applied Materials & Interfaces 》、《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》、《Sensors and Actuators B: Chemical》等SCI期刊發表論文52篇；國家發明專利授權4項。該研究為功能性納米材料的合成和高性能電化學感測界面的構建提供了新思路，對酶活性評價、藥物篩選等相關研究有重要科學意義。成果獲得陝西省高等學校科學技術一等獎1項，培養青年教師2名、博士研究生8名、碩士研究生10名以上。