非電活性物質的比率型電化學分析新方法的研究

《非電活性物質的比率型電化學分析新方法的研究》是依託華東師範大學，由張立敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：非電活性物質的比率型電化學分析新方法的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張立敏
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

對測定環境變化敏感、可自我矯正的特點，讓比率型分析方法正在成為分析化學研究中的熱點領域之一。但是，目前為止基於此原理的電化學分析仍未見報導。本項目以在生命過程中具有重要作用的非電活性分子為測定目標，擬通過合成高選擇性的識別配體和穩定的內參比分子，設計新型的、高選擇性、高準確性的比率型電化學探針。同時，採用非接觸性光催化法，在導電性納米基底，原位製備導電性微陣列，然後組裝比率型探針分子，實現其功能化。再結合細胞原位固定的生物技術，在比率型微電極陣列界面實現單細胞的選擇性固定和培養，實現單細胞非電活性物質的原位、實時、動態的電化學分析一體化。本研究不僅建立了一種高選擇性、高準確度的非電活性分子的比率型電化學感測器，而且為單細胞非電活性物質的高通量電化學分析提供了一種切實可行的研究模式。

結題摘要

非電活性物質金屬離子、胺基酸及pH等在腦缺血、阿茲海默症等諸多腦疾病中具有十分重要的作用。本項目針對細胞及活體檢測中干擾物質多、體內外檢測誤差大等關鍵科學問題，通過合理設計併合成多種金屬離子的高選擇性識別配體，結合新型的具有高比表面的納米界面及性能穩定的內參比分子，構建了一系列電流及電位型的比率型電化學感測，實現多種金屬離子及pH的高選擇性、高靈敏度、高準確度的分析。基於比率型電化學感測的概念，我們進一步發展了可同時實現電位及電流雙信號輸出的金屬離子及pH同時分析的比率型電化學分析方法。最終，結合微電極技術，成功將新構建的電化學探針套用於腦缺血、阿茲海默症等腦疾病模型鼠鼠腦中目標分子的在體分析。結果表明腦缺血會導致腦環境的酸化。此外，相較於正常鼠，阿茲海默鼠腦中的銅離子平衡會發生明顯的變化，呈現增加的趨勢，而半胱氨酸呈現減少的趨勢。通過本項目的實施，不僅提出了多種有效地、適用於鼠腦中金屬離子、胺基酸及pH的新型電化學分析方法，而且為在細胞及活體中其他生理物質的在體分析，提供了多種切實可行的研究途徑，為探索並解析腦缺血及阿茲海默等腦疾病的分子機制提供了可靠而有用的數據。