[00128252]低维纳米材料在光电分析中的应用研究

1、急性白血病对于儿童身体健康的危害极大,发展相关标志物的灵敏检测方法对早期诊断及有效治疗具有十分重要的意义。本项目按照计划书的要求,结合量子点、金属纳米颗粒、石墨烯等纳米材料,开展p53基因、溶菌酶、γ干扰素等白血病相关物质的电化学检测,同时,为进一步提高灵敏度和选择性,开展了信号放大研究,对疾病标志物临床检测方法的建立具有重要的意义。主要研究如下所述： 1)多种目标物的电化学检测。 构建电化学生物传感器,通过核酸适体、酶等生物分子实现目标识别,通过亚甲基蓝、钌配合物等电信号物质实现信号转导,从而实现复杂体液中p53基因、溶菌酶、γ干扰素以及癌细胞中腺苷、过氧化氢等物质的高灵敏和高选择性检测,检测限可达纳摩尔甚至皮摩尔级别;另外,通过多核酸适体固定等方法,实现疾病标志物溶菌酶及γ干扰素的同时测定,有助于提高疾病诊断准确率。 2)基于纳米材料构建电化学传感器检测疾病相关标志物。 充分发挥纳米材料、纳米技术在电化学生物传感领域的优异作用,基于多种金属纳米颗粒构建了DNA-纳米金、酶-纳米金、DNA-磁性纳米颗粒等复合材料,基于碳纳米材料构建了导电聚合物-石墨烯、DNA-石墨烯、过氧化物酶-石墨烯、石墨烯基分子印迹聚合 物等复合材料,并利用复合材料构建电化学生物传感器,实现小分子代谢物、基因、蛋白等多类疾病标志物的灵敏检测。 3)电化学检测信号放大技术的研究。 以提高灵敏度与选择性为目的,开展电化学信号放大研究,包括DNA-纳米金分子机器信号放大检测蛋白激酶活性,目标物诱导酶切循环放大检测p53基因、溶菌酶,结合“信号开/关”及“标记/免标记”等信号模式进行双信号比率及双信号叠加检测溶菌酶、阿霉素等,并在疾病特异基因检测方法中采用了包含纳米材料信号放大、G-四联体DNA酶、酶切循环及电信号物质富集的四重信号放大技术,大大提高了检测灵敏度。 2、本项目研究在Analytical Chemistry、Coordination Chemistry Reviews、Chemical Communications、Biosensors and Bioelectronics 等期刊共累计发表SCI收录论文47 篇,其中中科院一区论文17 篇均为外文国际期刊,申请并授权专利 10 项,培养青年教师及硕士研究生共17 名,其中三名硕士生获得省级优秀硕士论文,项目研究成果获得山东省高校自然科学一等奖、青岛市自然科学二等奖等3 项奖励。 3、项目成果转化及应用情况。 在本项目研究中,我们申请了多项分析方法的专利,并已成功获得授权,基于这些成果,我们与相关分析检测公司开展了p53 基因、尿酸、葡萄糖以及溶菌酶等疾病相关标志物的快速检测方法、检测试剂盒、试纸条等产品的合作开发研究,有望实现在疾病快速诊断领域的商品化。