高性能電化學發光套用於氧化應激相關疾病基礎研究

《高性能電化學發光套用於氧化應激相關疾病基礎研究》是依託蘇州大學，由屠一鋒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高性能電化學發光套用於氧化應激相關疾病基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：屠一鋒
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

氧化應激涉及多種疾病（如呼吸系統、心血管系統、腦退行病變、內分泌病變等），這些已經是國內外最常見和對生命威脅最嚴重的疾病。其本質是機體在疾病狀態下氧的代謝平衡被破壞，導致過多活性氧的產生和積累，活性氧攻擊所有的分子和細胞導致損傷及至最終死亡。在臨床診斷中，由於缺乏直接的檢測手段，目前主要檢測間接的指標如谷胱甘肽和超氧化物歧化酶等。本項目在長期研究積累基礎上，提出以電化學發光分析法實現對活性氧的高靈敏度回響，結合納米增強、雙恆電位激發、交流鎖相放大和光電信號積等技術實現單細胞和微量活體採樣水平上的檢測，構成適合於病理研究、臨床診斷、指導治療和藥物開發研究的一個技術平台。本項目將以研發高催化活性負載型納米材料、基於納米功能化表面的全固化無試劑電化學發光電極以及研究高性能的電化學發光檢測技術實現對活性氧的高靈敏檢測，並結合掃描電化學顯微和微透析採樣實現單細胞和實時準活體檢測並套用於臨床研究。

結題摘要

本研究按計畫完成：（1）通過物理、數學方法提高ECL檢測能力：（i）實現了光學斬波/鎖相放大功能，提高信/噪比；（ii）雙恆電位ECL檢測技術，構建了兩種微體積的雙恆電位ECL池，分別套用於靜態和動態監測體系，有效加強了ECL發射強度和分析靈敏度；（iii）採用矽光電二極體替代光電倍增管，構建輕便型ECL檢測裝備；（iv）多信道檢測及信號處理，實現電化學和ECL兩種信號的同時檢測和數學計算，提升檢測能力。（2）研究了多種不同成分和結構形態的納米材料對魯米諾ECL的增強作用：包括（i）納米金屬材料如納米Au、Pt、Ag及其合金，Au納米囊，Pt納米線等；（ii）納米TiO2，包括顆粒、納米空殼、納米管等；（iii）複合納米材料，上述納米材料經複合可以得到協同作用而產生更好效果。納米材料的使用使魯米諾的ECL性能有很大的提高，從而達到更低的檢出下限。研究了納米發光材料，採用原位聚合或預聚合方式製備魯米諾或魯米諾/苯胺納米材料，可將發光探針和納米增強材料同時固著與電極表面，製備全固化ECL電極。（3）開發ECL感測器：包括 （i）糖尿病：無創葡萄糖感測器、糖化血紅蛋白感測器、beta-trophin感測器、糖尿病基因感測器、糖尿病二肽感測器、谷氨酸脫羧酶抗體感測器、C肽感測器等。（ii）心血管疾病：膽固醇感測器、肌紅蛋白感測器、C反應蛋白感測器等。（iii）老年性智障：糖原合酶激酶（GSK-3β）感測器。（4）活性細胞/體液分析：將活細胞負載於經納米TiO2功能化的ITO玻璃表面，獲得單層分布的有限量活細胞界面，ECL回響反比於典型活性氧清除劑-白藜蘆醇，表明ECL探針對上述活細胞界面上的氧代謝是敏感的，可套用於細胞氧化應激的監測；與微透析裝置聯用，實現了從大鼠尾部血管中採集活體體液，消除大分子血液成分對ECL測定的干擾，可套用於局部活體組織中特定成分的檢測。發表SCI論文24篇，其中中科院一區論文6篇，二區論文8篇。申請專利4項，已授權3項。按期完成項目提出的各項研究成果目標。