對肌酐、尿酸具有智慧型光學回響的金納米粒子研究

《對肌酐、尿酸具有智慧型光學回響的金納米粒子研究》是依託大連理工大學,由杜健軍擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：對肌酐、尿酸具有智慧型光學回響的金納米粒子研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：杜健軍

項目摘要

金納米粒子具有獨特的表面等離子共振光學特性，其溶液顏色對微環境極為敏感，分散狀態的金納米粒子(13 nm)水溶液呈紅色（吸收峰520 nm），而聚集狀態的水溶液為藍色（吸收峰600-700 nm），其摩爾消光係數ε為普通染料的1000倍。申請人發現，汞離子可以誘導肌酐和尿酸修飾的金納米粒子聚集，伴隨溶液由紅到藍的顏色變化。本項目擬從這一發現出發，研究肌酐和尿酸與不同具有氫鍵、主客體和配位作用的含氮化合物、過渡金屬離子等，在溶液中與金納米粒子的作用規律和之間的協同超分子作用規律，構建對肌酐和尿酸的定量顏色變化回響的超分子體系，製成簡便、廉價的試劑盒，用於慢性腎病患者的家庭自我監控。目前我國腎病患者約有1億人，尿液中肌酐和尿酸的含量是腎功能的關鍵指標。通過超分子體系顏色回響的調控，可望使這種裸眼顏色變化檢測實現定性和定量化，單次使用成本可望控制在0.1元左右，具有重要理論和實際意義。

結題摘要

本研究工作主要以具有獨特的表面等離子共振光學特性的金納米粒子為研究平台，以分子間氫鍵、配位絡合等超分子作用為手段，以肌酸酐、尿酸等生化小分子及金屬離子為刺激源，實現了金納米粒子的多尺度調控，並表現為吸收光譜的紅移及肉眼可見的顏色變化。完成了1.肌酐、尿酸等分子在AuNP 表面的作用位點；2.金屬離子在體系內的分子協同機制；和3.AuNP回響體系控制等關鍵難點的研究。通過篩選，得到了肌酐、尿酸參與協同配位絡合體系，組裝AuNP比色感測器，實現了人體體液（血清、尿液等）中肌酐、尿酸的選擇性定性/定量比色識別。目前本項目所涉及的肌酸酐和尿酸的試劑盒正處於試製階段，並以慢性腎病患者家庭自我肌酐等生化指標監測為目標，致力於方便、廉價、可靠的金粒子裸眼檢測試劑盒規模化套用基礎研究。本項目按照申請書中年度研究計畫開展研究，順利完成預期研究目標。此外，在完成目標物肌酸酐等生化小分子的選擇性定量識別後，在本基金的支持下我們還開展了相關的重要小分子及金屬離子的定量比色識別研究工作。總計以第一作者或通訊作者發表了7篇SCI、EI收錄論文：1.Small, 2015, 11, 4104-4110; 2.Sensor and Actuators, B: Chemical 2015, 212, 481-486；3.Industrial and Engineering Chemistry Research 2015, 54, 12011-12016；4. Industrial and Engineering Chemistry Research 2016, 55, 12334-12340；5. Sensor and Actuators, B: Chemical 2017, 248, 318-323；6. Nanoscale 2017, 9, 19139-19144； 7.Sensor and Actuators, B: Chemical 2018, 255, 808-813；並申請了兩項發明專利CN 106353270 A 20170125和CN 106053451 A 20161026。在本課題研究期間，總計在與本課題相關的國際會議上發表口頭報告3次（含兩次邀請報告），以及國內會議口頭報告4次。總計培養博士生1人、碩士生3人（畢業2人）。