《高通量螢光增強生物晶片的納米周期結構製造》是依託吉林大學，由崔小強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高通量螢光增強生物晶片的納米周期結構製造
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：崔小強
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬納米周期結構具有非常特殊的表面等離激元共振(SPR)特性，是發展高通量、高靈敏生物晶片的理想基底。本項目設計加工圖案化納米周期結構，通過沉積金屬納米薄膜激發SPR，研究用於微陣列分析的、易集成、高靈敏生物晶片的新型製造方法。項目包含四個主要內容：①結構設計；②性質表征；③構建新型感測器件；④建立納米壓印製造工藝。通過理論模擬設計納米周期結構SPR特性；用自製SPR增強螢光檢測裝置進行表征；研究表面納米周期結構的光電特性及其調製過程，實現感測片表面螢光增強的高通量微陣列生物晶片檢測；最終建立包括模板加工、材料篩選及壓印複製、高通量分析等關鍵技術方法。本項目將基礎研究與開發套用相結合，項目的完成將為新一代生物分析檢測技術提供關鍵材料、器件和製造方法，促進新興SPR材料學在生物晶片及光電子學的發展，具有重要的學術意義和實用價值。
結題摘要
表面等離激元共振（SPR）材料具有非常特殊的光電性質，是發展新型超靈敏感測器件的理想基底。本項目瞄準高通量、易集成、高靈敏生物感測器件這一目標，設計加工圖案化納米周期結構，創製新型生物感測晶片並進行實際樣品的分析檢測及其他領域的套用。主要研究成果包括：1. 發明一種ZnO/Au螢光增強微陣列生物晶片及其製備方法，並套用於特徵腫瘤標識物CEA的分析檢測中，對CEA的檢測極限達到27 pg mL-1，遠遠低於在現有的商業化生物晶片基底上所得到的結果，接近使用ELISA等複雜分析檢測手段獲得的實驗結果，使該檢測結果成為新標準，用於評估各類生物感測器性能；設計並製備了一種具有等離激元增強螢光性質的周期結構，並用於CEA的檢測，檢測極限達到0.36 ng mL-1；2. 設計並製備出具有周期結構的金屬納米顆粒/TiO2納米管陣列複合材料，並成功套用於光電化學、電化學催化、生物感測器等相關領域；3. 結合石墨烯和SPR技術，開展了一種SPR晶片表面組裝和原位電化學還原及表征的新方法，並利用這種現象實現螢光分子表面增強拉曼的套用，研究DNA分子、螢光染料分子與氧化石墨烯（GO）、電化學還原氧化石墨烯（ERGO）的相互作用並分別以此為基底實現對DNA、螢光染料分子、金屬離子的超靈敏檢測，開創了一系列基於GO/ERGO的分析檢測新方法，為各類新型感測器的設計提供了新思路。4. 除此以外，本項目的研究工作中還對各種貴金屬納米顆粒的合成、製備機理進行了探索，並將這些材料成功的套用到了各類電催化、有機催化、生物感測器等領域中，最佳化各種性能指標，探索反應機理，取得了一系列突破性成果。至此，我們已出色的完成了該項目，取得了多項突破性的成果，在論文引用和各種國內外學術交流活動中受到好評。本項目的完成將為新一代生物分析檢測技術的發展提供關鍵方法和材料，促進生物分析和新興SPR材料學發展，具有重要的學術意義。在本項目資助下，培養博士研究生13人（5人已畢業，8人在讀），碩士研究生18人（8人已畢業，10人在讀），培養了20多名本科生在實驗室內完成畢論文計和各類校內創新創業項目。總計發表SCI論文22篇，還有多篇正在修改之中，後續還將有多篇研究成果出版。總計申請中國發明專利10項，其中4項已授權。
