環境敏感的智慧型生物電化學界面的構建與性質研究

《環境敏感的智慧型生物電化學界面的構建與性質研究》是依託清華大學，由李景虹擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：環境敏感的智慧型生物電化學界面的構建與性質研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：李景虹
• 項目類別：面上項目

項目摘要

環境敏感的智慧型生物電化學界面是通過電化學技術將隨外界環境的微小物理和化學刺激（如溫度、pH 值、光和離子濃度）變化而自身的某些物理和化學性質會發生回響突變的聚合物固定/組裝在電極表面，其展現出獨特的物理化學性質及特有的功能。這種智慧型生物電化學界面，可以根據環境變化調控界面性質，進而調控蛋白質在界面的吸附與脫附，達到控制蛋白質到界面的電子轉移的開與關，發展可逆的雙穩態的生物單分子識別與電子轉移的動態結構，研究氧化還原物質在生物相容性界面上的電子轉移規律，理解生物分子在進行的高效的、有選擇的電子轉移過程的奧妙，揭示生物分子間相互作用、構象關係和電子傳遞的規律，製備智慧型化的第三代生物電化學感測器和分子器件，著重解決生命科學、材料科學和表面科學中的某些基本問題。

結題摘要

該項目取得如下研究成果：1.構建了環境敏感的智慧型生物電化學界面，套用電化學和光譜技術研究了外界環境的微小物理和化學刺激（如溫度、pH 值、光和離子濃度）而引起的界面物理和化學性質的相應，其展現出獨特的電化學性質及納米效應；2. 通過環境敏感回響來調控智慧型生物電化學界面，控制蛋白質在界面的吸附與脫附，達到控制蛋白質到界面的電子轉移的“開”與“關”，研究氧化還原物質在生物相容性界面上的電子轉移規律，理解生物分子在進行的高效的、有選擇的電子轉移過程的奧妙，揭示生物分子間相互作用、構象關係和電子傳遞的規律，製備智慧型化的第三代生物電化學感測器和分子器件；2.創新性將石墨烯這一新型的二維準晶體材料引入電化學和生物感測器領域，發揮了二維結構的結構特性和量子行為，及高電導性、大比表面積和生物相容性等優異的性質，在生物感測器方面開展了深入和系統的研究工作，引起國內外廣泛關注；3.創新性發展了電化學界面成像技術，為單納米顆粒電催化活性和單細胞等生物過程進行高通量的原位成像監控提供了新方法，文章以Nature Nanotechnolgy封面論文發表。學術成果顯著，標註基金資助論文34篇（其中IF＞9論文，10篇; IF＞5，24篇; IF＞3，32篇）, 在Nature Nanotechnology, J Am Chem Soc, Anal Chem(8篇), ACS Nano(3篇), Adv Funct Mater ( 2篇), Chem Commun, Eur J Chem ( 2篇), J Mater Chem, Biosensors Bioelectronics, J Phys Chem C, Electrochem Commun和Talanta等國際學術刊物，受國際著名學術期刊Chem Rev, Chem Soc Rev, Trends in Biotechnol, Phys Chem Chem Phys和Current Organic Chemistry邀請發表綜述五篇。上述論文被SCI引用1421次，單篇最高引用268次，兩篇論文為2010年中國百篇最具影響國際學術論文。獲中國分析測試協會科學技術一等獎（2010年，排名第一）、中國化學會巴斯夫知識創新獎（2011年）和和高等學校自然科學一等獎（2012年，排名第一）等。