《大環分子功能化量子點的超分子組裝與光電生物感測》是依託揚州大學，由臧楊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大環分子功能化量子點的超分子組裝與光電生物感測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：臧楊
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對量子點光電感測中存在的光電效率低和修飾難於控制的問題，本項目擬合成大環分子功能化量子點作為光電活性材料，利用LB或自組裝技術將其均勻分布在修飾電極表面，並與客體分子標記的DNA探針偶聯，製備結構可控、性能優異的量子點-DNA超分子組裝體。通過考察大環分子、組裝方式、量子點尺寸對成膜結構和成膜質量的影響，極大減少量子點的團聚和脫落現象，有效提高其光電轉換效率。研究大環分子與量子點的協同效應，拓展量子點的套用範圍，完善其在光電分析中的基本理論。利用功能化量子點在電極表面的有序組裝，最佳化量子點-DNA超分子組裝體的結構取向和生物活性，增強光電檢測的穩定性和操作重現性。揭示功能化量子點與靶分子間的識別機制，設計DNA組裝誘導的信號放大和光電調控策略，發展超高靈敏、高通量的光電分析新方法，構建多種光電生物感測平台並實現對疾病標誌物的快速檢測，在臨床診斷與生物分析中呈現出重要的套用價值。
結題摘要
本項目面向我國社會發展中提高人類健康的國家需求，以建立與人類健康密切相關的重大疾病早期診斷新方法為目標，採用大環分子功能化半導體作為光電活性材料，特定生物探針分子作為識別單元，利用自組裝技術將其均勻分布在修飾電極表面，製備了一系列新型光電生物感測平台，實現對疾病標誌物的快速檢測。本項目有效解決了光電感測中存在的光電效率低和生物探針修飾難於控制等關鍵科學問題，研究特色和創新點在於將主-客體分子的識別作用引入到光電感測領域，既簡化光電活性材料和探針分子的修飾過程，增強光電檢測的穩定性和操作重現性，又可與DNA組裝關聯的信號轉導機制相結合，發展超高靈敏度、快速可靠的光電分析新方法，豐富了光電分析的理論基礎，為重大疾病早期診斷與預警提供新原理和新思路。例如，我們採用水熱法首次合成了β-CD@CdS納米棒，有效增強了CdS納米棒的穩定性與水溶性，而且為組裝生物分子提供大量的活性位點，從而能夠快速構建可調控、高度有序的光電生物感測器件，具有較寬的線性範圍和較低的檢測限。同時，利用模擬酶抑制CdS量子點的原位生成，設計了分體式的光電免疫感測平台，有效降低長期儲存後的CdS顆粒聚集和光致腐蝕，避免了生物分子與光電化學檢測之間的相互干擾。隨後，我們發現過渡金屬二硫化物納米材料（如MoS2量子點、WS2納米片）能夠顯著提高CdS的光電流回響，進一步改善生物感測器的檢測靈敏度和準確性。研究成果將為臨床診斷、疾病標誌物的檢測提供新的重要資源，有助於解決當前重大疾病診療的瓶頸問題。
