[00114704]微纳米尺度材料界面特性与生物电分析新方法

本成果以认识和建立微纳尺度生化分析新原理、新方法、新技术为目标，从纳米仿生功能界面的构筑与性质、生物分子的固定化与界面行为以及生物传感3个方面进行了深入系统的研究。该成果提出了一系列具有特殊微纳米结构和性能的仿生界面的组装方法，总结出纳米限域条件下质荷传输的特殊规律，揭示了若干重要生物分子的界面行为，并研制成功一批基于新原理、新方法的微纳米生物传感器件。成果分为以下几部分：　　（一)电化学分析方法的创新与拓展。基于扩散微区理论和界面电化学反应机制的研究，建立了高选择性的生物电化学分析方法；同时将器件传感活性点位从微米拓展到纳米，拓展了电分析化学的研究范围。　　（二）提出了组装微纳米仿生功能界面的有效方法。其中的一步制备功能复合膜和功能模块的新方法，为微米生物分子电子器件的制备提供新途径；基于生物分子界面行为及其调控机制的揭示，研制成多个高灵敏和高选择性的微纳米生物传感单元，为仿生催化和生物传感开辟了新思路。　　（三）微纳流控质荷传输的基本性质与在生化分析中的应用。提出了多种微纳流控芯片快速制备方法；建立了微混合器、微酶反应器集成微流控芯片系统，为研究均相、异相酶反应动力学机制及生物分子纯化与富集等提供了有力的工具；同时，提出了扫描电化学显微学的耦合成像模式和微通道末端电场分布公式。　　（四）基于纳米通道特殊性质的生物分析新方法。提出了孔径、孔间距阵列纳米通道的可控制备方法，以及通孔阵列纳米通道膜的剥离技术；揭示了纳米尺度下物质异常扩散现象，提出了基于纳米限域效应的生化分析新原理，为研究时空限域的生化反应奠定了理论基础。　　本成果受到“国家杰出青年科学基金”、国家自然科学基金委“十五”重大项目和面上项目等11项科研项目的支持。共发表科技论文85篇，其中SCI论文84篇，IF＞5：27篇，IF＞3：66篇，他引1300余次，申请专利12项（授权7项），编写2专著，翻译专著1部。