[01187725]基于金属离子介导纳米金膜隧道电流增强机制的高灵敏核酸适体生物传感新方法

本课题是2013年获批的国家自然科学基金地区基金项目,旨在开展灵敏、特异、简单、快速的核酸适配体生物传感新方法研究。发展基于核酸适配体的低成本高性能生物传感新技术在生物医学、环境监测、食品安全等领域具有重要的理论研究价值和实际应用前景。在本基金的资助下,项目在发展图案化纸微流控分析装置制备新技术、核酸适配体生物传感新方法、二维液相比色分析新理论、高效化学生物传感信号放大新机制等方面取得了一系列较为突出的创新性研究成果。在Analytical Chemistry等国际化学、分析化学与生物传感器领域重要SCI/EI期刊上发表较高质量学术论文13 篇。其中,影响因子大于5的期刊论文8篇、被Chemical Communications杂志选为Back Cover论文3篇、被国内知名化学资讯平台X-MOL列为研究亮点报道2次。此外,申请国家发明专利11 项（获得授权2项）;受邀参与国内学术会议5次（作特邀大会或分会报告3次）;在学术水平上培养硕士研究生13名。基于本项目取得的研究成果,项目负责人被评为校级十佳青年科技工作者、一名硕士研究生获得市级科研奖励1次。具体研究成果包括：（1）利用磁场作用下组装多个铁质单元获得的图案化磁控印章,结合使用低成本电热板,开发了一种受中国传统活字印刷术启发的简单、快速的纸微流控分析装置石蜡活字印刷制备新方法;（2）以魔方为可调节性“印章”,发展另一种受活字印刷术启发的纸装置制备新方法,进而以制备的纸装置建立了一种核酸适配体即时检验分析新平台;（3）受中国传统剪纸术启发,使用迷你型家用CO2激光切割仪,提出了一种名为激光加热石蜡印刷策略的纸装置制备新方法,进而结合常规笔式pH计,开发了一个灵敏、经济、简单的新型纸基酶联免疫吸附方法;（4）同样利用家用激光切割仪,开发了另一种受剪纸术启发的简单、低成本的基于激光切割石蜡薄片的图案化纸装置制备新策略;（5）将图案化纸装置创新性地引入到基于G-四链体-氯化血红素DNA模拟酶的核酸适配体生化分析平台的设计,发展了一种简单、低成本的K+免仪器计时定量检测新方法;（6）利用低成本图案化纸装置,同时结合碘-淀粉络合反应和过氧化氢-高锰酸钾氧化还原反应,并佐以杂交链式反应结合酶催化的级联信号放大策略,首次开发了两种分别基于变色距离量测机制和基于计数量测机制的免仪器定量型核酸适配体生物分析新平台;（7）创立二维液相比色分析新理论,第一次实现液相中目标分析物的免仪器直接定量检测,在此基础上借助分析物触发自催化反应信号放大策略,开发了一种Ag+的二维液相比色免仪器定量分析新方法;（8）首次将二维液相比色分析理论应用于发展基于纳米金凝集反应的核酸适配体免仪器定量液相比色新方法;（9）首次提出了一种基于pH量测机制的简单、经济、灵敏、特异、便携式的酶联免疫吸附测定新方法;（10）提出一种基于分析物激发自催化反应的信号放大新途径,并结合纳米金凝集显色反应,成功开发简单、经济、灵敏、特异的重金属离子比色检测新技术;（11）利用焦磷酸对Cu2+离子的独特、超强络合作用以及碱性磷酸酶对焦磷酸的生物催化水解机制,成功开发了一种基于激光切割法制备的条状纸装置的碱性磷酸酶活性免仪器测距定量检测新技术;（12）首次提出基于分析物限制电解质局部扩散机制的高灵敏电化学信号传导新策略,发展了一种新型核酸适配体生物传感技术用于特异性DNA序列结合蛋白的高灵敏电化学检测;（13）利用糖化酶催化作用介导淀粉溶液粘度改变原理和红墨水在不同粘度淀粉溶液中可扩散不同长度机制,以糖化酶为酶标记探针,结合超顺磁性微珠分析平台,并佐以杂交链式反应信号放大手段,发展了一种低成本的核酸适配体免仪器生物传感新方法,以实现对腺苷模型分析物的免仪器测距定量检测。