《活體高通量分析新方法基礎研究》是依託首都師範大學，由林雨青擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：活體高通量分析新方法基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：林雨青
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
腦神經化學過程中神經遞質、調質、能量物質、生長因子等在神經生理和病理過程中具有重要的作用，解析眾多神經化學物質之間的複雜時空相關性對於深入了解腦神經的化學過程具有十分重要的意義。本項目針對如何實現腦神經化學過程中重要信號分子的高通量活體線上感測與分析的關鍵科學問題，擬開展以下研究：（1）利用新型功能化的微納材料和結構，設計和構築新型的電極/溶液和螢光感測界面；（2）研製針對單組份的高靈敏度，高選擇性的電化學（針對谷氨酸、尿酸、生長因子和肽類激素等）和螢光感測器（針對抗壞血酸，金屬離子和谷氨酸等）；（3）集成平台設計和構築：製備可單個定址的微電極陣列，合理設計微流控晶片；（4）感測方法合理集成，建立高通量的活體線上分析的新方法。（5）探討所建立的方法和技術在多組份活體線上分析中的套用。本項目研究包含著系列新穎的構思，目標明確。本項的實施將為神經化學物質之間複雜相關性分析提供關鍵的實驗技術。
結題摘要
在活體層次開展並建立神經化學物質分析的新原理和新方法，能夠更加真實定量地反映腦神經活動過程中的化學信息，在分析化學和生命科學的研究中具有重要的意義。本項目以建立面向高通量分析的生理活性分子活體線上和活體原位分析的新原理和新方法為研究目標，針對高通量活體線上感測與分析研究中存在的單組分高選擇性實現、多組分集成困難關鍵科學問題，提出了可用於複雜神經系統物質分析的新原理，建立了一系列活體線上/原位電化學分析和光學分析新方法，為在活體層次多角度揭示腦活動的化學機制提供方法學基礎。在過去四年中，設計製備了碳基和金基功能性納米材料表界面結構，超薄二維過渡金屬氫氧化物及雜化體、MOF等電催化和類酶催化材料，調控表面性能和相互作用，開拓新的活體分析方法體系和原理。主要開展了以下研究：（1）設計製備了10餘種新型高效電化學催化材料及類酶材料並進行性能研究，構築電化學和光學感測界面；（2）設計構築了5種功能化微納結構的新型微電極和柔性感測器，並進行了性能研究及活體/細胞分析套用研究；（3）提出通過酶活性調控建立高靈敏活體分析新思路。發現在生物環境中引入Yb3+後，谷氨酸脫氫酶催化速率可增加到3倍，在催化的第二步，Yb3+將反應速率提高了約41%，揭示了稀土促進酶反應動力學的機理，為高靈敏谷氨酸檢測奠定基礎；（4）建立了針對谷氨酸、葡萄糖、ATP和多巴胺代謝產物的4個活體線上電化學分析新體系；（5）首次提出建立基於光吸收原理的活體線上光學分析新原理和新方法，建立了針對抗壞血酸、硫化氫、葡萄糖、抗壞血酸/銅離子的4個活體線上單組分/多組分光學分析新體系。項目執行期間以第一作者和通訊作者在Adv. Energy. Mater.、Anal. Chem.、ACS Appl. Mater. Inter.、Chem. Commun.、J. Mater. Chem. A發表SCI 論文29 篇（IF＞5, 27 篇，最高IF 為24.884），獲授權專利10項,申請專利16項。林雨青入選2019 年北京市“長城學者”培育計畫。重要研究成果將在2020年持續發表。本項目研究成果為生理活性物質活體電化學、光學分析研究及神經生理病理過程深入套用提供了奠定了堅實的基礎，為促進分析化學與腦科學研究的交叉融合具有重要意義。
