基于二维材料和金属纳米结构的集成微流控生化传感器研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61774175
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0407.微纳机电器件与控制系统
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:朱丽平; 蒋惠萍; 解意洋; 马小玲; 荀孟; 潘冠中; 张雄; 刘志昆;
- 关键词:
项目摘要
Because there are some difficulties for the existing sensing technology to detect the trace molecular cancer markers in early stage, we research and develop a new kind of biosensor based on two-dimensional material - metal nanostructures which is integrated with microfluidic to form LSPR - SERS "dual" sensing biochemical sensors. This kind of biosensor can meet the requirements of multi-parameters and high sensitivity detection for the cancer early markers. To design a new type of probing molecules was used to realize high specificity and high selectivity through local assembling target -biochemical molecules. To improve sensitivity was realized by using two-dimensional material cooperating with metal nanostructure plasmon. Meanwhile, time domain enhance of the biosensor came true through microfluidics. We investigate the miRNA specific capture, metal nanostructures SERS and LSPR sensing, two-dimensional material sensing mechanism, the "hot spot" produced by metal nanostructure in the process of energy transfer and key scientific problems, such as signal enhancement process for detecting low concentration of miRNA. And we eventually build detection theory framework of multiple interface among nanostructures, the probing molecules and target biological molecules. There are some innovation in the new pattern, new methods and new theory of high sensitivity two-dimensional material - metal nanostructures biosensor, micro/nano-fabrication technology of biosensor integrated with multi-channel, testing and data processing.
针对现有传感技术对微量癌症早期标志物分子检测的困难,研发基于二维材料-金属纳米结构的集成微流控LSPR-SERS“双”生化传感器,以满足癌症早期标志物分子多参数、高灵敏度检测的需求。设计新型的探针分子并进行局域组装实现生化分子的高特异性和高选择性,利用二维材料与金属增敏结构的等离激元协同增强作用提高灵敏度,通过微流控技术实现传感过程的时域增强。通过研究miRNA特异性捕捉、金属纳米结构SERS传感和LSPR传感、二维材料传感增强机制、金属纳米结构产生的“hot spot”增敏过程中的能量转移及信号增强过程等关键科学问题,实现极低浓度miRNA的检测。并最终构建纳米结构表面与探针分子、目标生物分子之间的多重界面控制的生物信息检测理论框架,在构建高增敏二维材料-金属纳米结构生物传感器新模式、新方法和新理论、多通道生物传感器的微纳加工技术、检测和数据处理技术方面获得创新成果。
结项摘要
针对当前患癌症的人数巨增,并且年轻化的现状,利用现有的生化检测技术,当病人被确诊为癌症时,通常错过了最佳治疗时。因此,目前迫切需要高灵敏度、极低浓度检测极限的新型传感器来满足医学检测的重大需求。.主要研究内容:.1. 设计了多款LSPR传感芯片,并与微流控芯片集成;.2. 开发了低成本微纳米结构LSPR传感芯片制备方法,并实现在石英、硅、柔性聚合物材料表面制备;.3. 开发了小型化LSPR传感检测系统;.4. 开展了癌症标物的传感检测验证。.重要结果:.1. 芯片:单通单点位,四通道四点位,九通道九点位,多种传感芯片。.2. 制备技术:开发了自吸纳压印技术,实现在四英寸晶圆不同基底上制备出纳米光栅或点阵,获得了自主知识产权。.3. 仪器:实现以了其于LSPR传感检测仪器达到商品化标准。.4. 应用:实现了癌症标记物(AFP,CEA,CA125,CA153,外泌体)的低浓度检测。.通过本项目研究,有效提高癌症标志物分子在低丰度情况下的有效吸附,实现快速检测,开辟了生物传感器新模式、新方法和新理论。在多通道生物传感器的微纳加工技术、检测和数据处理技术方面获得创新成果,可为癌症早期诊断提供依据。
项目成果
期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Piezoelectric Microchip for Cell Lysis through Cell– Microparticle Collision within a Microdroplet Driven by Surface Acoustic Wave Oscillation
通过表面声波振荡驱动的微滴内的细胞微粒碰撞进行细胞裂解的压电微芯片
- DOI:10.1002/smll.201804593
- 发表时间:2019
- 期刊:small
- 影响因子:13.3
- 作者:Shicai Wang;Xiaoqing Lv;Yue Su;Zhiyuan Fan;Weihao Fang;Zhaoxin Geng;Hong Liu
- 通讯作者:Hong Liu
Route to one-step microstructure mold fabrication for PDMS microfluidic chip
PDMS 微流控芯片一步式微结构模具制造路线
- DOI:10.1063/1.5023823
- 发表时间:2018-04-01
- 期刊:AIP ADVANCES
- 影响因子:1.6
- 作者:Lv, Xiaoqing;Geng, Zhaoxin;Chen, Hongda
- 通讯作者:Chen, Hongda
Exploring surface sensitivity of Rayleigh anomaly in metal/dielectric multilayer gratings
探索金属/电介质多层光栅中瑞利异常的表面敏感性
- DOI:10.1364/oe.27.014152
- 发表时间:2019
- 期刊:Optics Express
- 影响因子:3.8
- 作者:Su Yue;Geng Zhaoxin;Fan Zhiyuan;Wang Shicai;Lv Xiaoqing;Fang Weihao;Pei Weihua;Chen Hongda
- 通讯作者:Chen Hongda
Active Control Transmission of Terahertz Metamaterials Based on Ion Implantation and Light Pumping
基于离子注入和光泵浦的太赫兹超材料主动控制传输
- DOI:10.1109/jphot.2018.2791621
- 发表时间:2018-02
- 期刊:IEEE Photonics Journal
- 影响因子:2.4
- 作者:Zhaoxin Geng;Xiong Zhang;Jian Liu
- 通讯作者:Jian Liu
Strategies to improve performances of LSPR biosensing: Structure, materials, and interface modification
提高局域表面等离子体共振生物传感性能的策略:结构、材料和界面修饰
- DOI:10.1016/j.bios.2020.112850
- 发表时间:2021-02-15
- 期刊:BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
- 影响因子:12.6
- 作者:Xu,Tianping;Geng,Zhaoxin
- 通讯作者:Geng,Zhaoxin
共 19 条
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其他文献
Selective transverse mode operation of a fiber laser based on few-mode FBG for rotation sensing
基于少模 FBG 的光纤激光器的选择性横模操作用于旋转传感
- DOI:10.1364/oe.27.037964
- 发表时间:2019
- 期刊:Optics Express
- 影响因子:3.8
- 作者:梁骁;李阳;耿照新;刘志明
- 通讯作者:刘志明
Axial Micro-Strain Sensor Based on FM-FBG via Dual-Mode ML-FMF in Sensor Networks
传感器网络中基于双模 ML-FMF 的 FM-FBG 轴向微应变传感器
- DOI:10.4236/jcc.2020.810001
- 发表时间:2020-10
- 期刊:Journal of Computer and Communications
- 影响因子:--
- 作者:梁骁;耿照新;李景聪;张鹏宇;刘文强
- 通讯作者:刘文强
金纳米颗粒增强富硅氮化硅发光特性的研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:光电子-激光
- 影响因子:--
- 作者:高洪生;王真真;解意洋;耿照新;阚强;王春霞;袁浚;陈弘达
- 通讯作者:陈弘达
印刷传感技术
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:中国材料进展
- 影响因子:--
- 作者:裴为华;国冬梅;耿照新;陈弘达
- 通讯作者:陈弘达
Characteristics of Collimators Based on the Large-Mode-Area CMCF for Coupling Laser Beam
基于大模场面积CMCF耦合激光束的准直器特性
- DOI:10.3390/app112411604
- 发表时间:2021-12
- 期刊:Applied Sciences
- 影响因子:--
- 作者:张旭冉;梁骁;白振旭;刘硕;耿照新;尹天和
- 通讯作者:尹天和
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耿照新的其他基金
用于癌症标志物检测的高通量数字化纳米等离子体生化传感芯片研究
- 批准号:62274191
- 批准年份:2022
- 资助金额:59 万元
- 项目类别:面上项目