用表界面化學控制發光納米纖維膜的分子識別和感測

《用表界面化學控制發光納米纖維膜的分子識別和感測》是依託四川大學，由周翠松擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：用表界面化學控制發光納米纖維膜的分子識別和感測
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周翠松
• 依託單位：四川大學

項目摘要

在複雜生物體系中的快速、靈敏檢測是現代分析化學研究中具有挑戰性的課題之一。發光納米纖維具有比表面積大、柔韌性好及光催化能力強等優勢，用於生物感測界面材料潛力巨大。本項目擬開展發光納米纖維感測材料的表界面化學研究：探究在血液複雜體系中發光納米纖維的表界面特徵（如電荷密度、微孔結構、滲透率、發光效率等），研究高分子聚合物和發光信號分子及其表界面物理化學行為，發展發光納米纖維的螢光信號放大技術；研究納米纖維表面的核酸適配體組裝方法及其三維構象調控手段。以癌症相關蛋白PDGF，PTK7為模型，研究核酸適配體分子層識別靶蛋白的特異性和動力學行為；探究功能化納米纖維感測界面與感測機制間的一些規律，探索把特異性識別信號轉換並進一步放大的方法，以期實現在血液複雜樣品中的快速、靈敏、特異性檢測。本項目的完成可為實現在複雜生物體系中的超靈敏檢測提供新的方法和研究思路，在疾病早期篩查和診斷領域發揮重要作用。

結題摘要

本項目利用功能化的發光納米纖維比表面積大、柔韌性好及光催化能力強等優勢，對納米纖維感測材料界面的表界面物理化學和性能調控機制進行了深入研究，發展了多種功能化的微納米紡絲感測界面的研製方法，設計了光化學、電化學及可視化等信號放大策略並成功實現了對重要生物標誌物的靈敏檢測。本項目在國家自然科學基金面上基金的資助下，取得了以下創新成果:（1）為了克服目標分子表達差異小的困難，篩選並設計了多元化體系（高分子聚合物-信號分子-識別分子），研製了多種功能化靜電紡絲感測界面，發展了提高感測界面上反應效率和富集能力的新策略；（2）面對目標分子豐度低的局限，如何實現檢測信號放大是提高靈敏度的一個關鍵性科學問題；本項目探究了納米材料量子效應與信號分子之間協同作用，發展了多種改善表界面反應效率等信號放大策略，為實現複雜體系中的高靈敏檢測提供新方法和新原理；（3）綜合運用各種納米材料組裝手段，構建集生物活性與光活性於一體的生物功能化發光納米纖維。研究纖維表面修飾分子的密度，分析其理論容量。通過鹽濃度、pH、溫度，變性劑等條件的調節，增強了功能化納米纖維界面對靶分子的特異性識別能力，由此建立重現性強、穩定性好、壽命長、可再生使用的生物感測器，並用於實際樣品的靈敏檢測。這些研究成果在臨床檢驗、疾病的早期診斷及抗癌治療等領域具有重要的科學意義和套用價值。