《場效應納電子器件中活性細胞的動態行為研究》是依託東南大學，由石增良擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：場效應納電子器件中活性細胞的動態行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：石增良
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
快速、實時、高靈敏的對活性細胞的動態行為進行分析和研究在神經生物學、生物化學、臨床、病理和藥理學等多個學科領域中都具有非常重要的意義。本項目將在納米材料（氧化鋅、石墨稀）最佳化生長的基礎上，構建一種場效應納米生物感測器，對特定活性細胞（如PC-12細胞）的動態行為進行實時分析和研究。主要內容與關鍵技術包括： 場效應納電子器件的構建及性能改善；納米材料表面功能化修飾及細胞的吸附生長；活性細胞在不同刺激條件下動態過程的實時分析，建立檢測信號與受激信號之間的對應關係，深入探討活性細胞在不同刺激條件下的信號分子釋放、分子間的互動作用、能量轉移等機理；結合飛秒雷射及時間分辨瞬態光譜等技術研究光敏劑在光激發條件下的光動力反應以及其對細胞的損傷作用機理。旨在深刻認識上述科學問題，為高性能納電子生物感測器的研製、細胞動態行為的研究提供直接的理論依據與技術支持。
結題摘要
本項目面向納電子生物感測器件的設計要求，對氧化鋅、石墨烯納米材料的生長最佳化，納電子生物感測器件的構建，不同生物分子在納米材料表面的吸附及相互作用機理，HCT-116結腸癌細胞的活性檢測等一系列科學問題進行了系統的研究。研究過程中，在Nanosci. Nanotechnol. Lett.， Appl. Phys. Lett.等學術期刊發表SCI論文5篇，申請相關發明專利4項。主要的進展與取得的成果如下： （1）製備了高質量的氧化鋅微米棒陣列，利用ZnO/PATP界面處具有單向電荷轉移特性，構建基於ZnO微米棒陣列/PATP體系的分子整流器件，並對其整流行為產生機理進行了深入研究。 （2）利用還原氧化石墨烯薄膜良好的導電性、生物相容性，構建基於還原氧化石墨烯的納電子生物感測器，實現了對pH值、胰蛋白酶抑制劑、葡萄糖分子及HCT-116結腸癌細胞的活性檢測。 （3）利用改進的Hummer法，最佳化製備了導電石墨烯紙、氧化石墨烯纖維、順磁特性的微米碗等多功能石墨烯材料，可廣泛套用於光電子器件及生物感測領域。 （4）在無催化劑和模板的情況下，利用簡單的水熱法製備了花狀氧化鋅納米針陣列，實現了低閾值和高β值的場發射特性。利用溶膠-凝膠方法在柔性襯底上製備全透明場效應電晶體，為場效應生物感測器的研究提供了基礎。
