链状磁光纳米核壳等离激元Fano共振增强光电化学生物传感

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21775135
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0404.化学与生物传感
  • 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

项目摘要

In order to further increase the sensitivity of localized surface plasmon in noble metal nanoparticles based photoelectrochemical (PEC) sensors and its selectivity in complex real samples, the novel Fano resonances in plasmonic magneto-optic nano core-shell, such as Fe3O4@TiO2@Au, for enhanced PEC biosensing will be developed in this project. Herein, magneto-optic nano core-shell has two noteable features of magnetism induced plasmonic Fano resonances and enrichment of magnetic separation. Firstly, new approaches will be developed for controllable synthesis and directional monolayer assembly of magneto-optic nano core-shell beacons. Secondly, the coupling of localized surface plasmon and surface plasmon polariton for noble metal shells will be mediated. Thirdly, the crucial influence factors of plasmonic Fano resonances will be further investigated, such as the size, interparticle spacing, refractive index of surrounding medium, resonance energy and electric field component. Fourthly, the effects of magnetic properties of magneto-optic nano core-shell on target molecule separation will be explored systematically based on the biological affinity. Finally, a novel theory and system for magneto-optic nano core-shell based PEC biosensing will also be further investigated. Then, the novel magnetism induced PEC biosensors with high performances in good sensitivity, selectivity, stability and fast detection will be constructed. It will provide a new platform for efficient detection of pesticide residues and food safety warning, and will also promote the development of PEC sensing.
为进一步提高纳米贵金属局域表面等离激元基光电化学传感灵敏度及其在复杂体系中的特异性,基于磁光纳米核壳等离激元Fano共振和磁分离富集的特性,本项目拟开展磁光纳米核壳(如Fe3O4@TiO2@Au)等离激元Fano共振增强光电化学传感新体系研究。发展可控制备和单层定向组装磁光纳米核壳信标新方法;调控壳层贵金属局域表面等离激元和表面等离极化激元耦合并实现等离激元Fano共振;探究影响等离激元Fano共振的关键参数如颗粒尺寸、粒子间距、周围介质折射率、共振能量及电场分量等;再结合生物特异性作用,考察磁光纳米核壳磁性特征对靶标分离的影响;探讨磁光纳米核壳基等离激元Fano共振增强光电化学生物传感新理论和新机制。本项目拟创造性地构建灵敏度高、选择性好、稳定性佳及检测速度快的新型磁光电化学生物传感器,为复杂体系中农残的高效、可靠检测及食品安全预警机制的建立提供新平台,并促进光电化学分析领域进一步发展。

结项摘要

传统的光电化学传感器的构建往往需要通过冗长的电极材料层层组装以及多次电极润洗步骤才可以实现,这样的设计很耗时,同时不能保证光电极的稳定性和制作重现性。面向复杂的实际样品,其选择性也有限。另外,其灵敏度也有待于进一步提高。在本项目研究中,基于磁光纳米核壳等离激元Fano共振和磁分离富集的特性,本项目开展了磁光纳米核壳等离激元Fano共振增强光电化学传感新体系研究。发展了可控制备和单层定向组装磁光纳米核壳信标新方法;调控壳层贵金属局域表面等离激元和表面等离极化激元耦合并实现了等离激元Fano共振;探究了影响等离激元Fano共振的关键参数如颗粒尺寸、粒子间距、周围介质折射率、共振能量及电场分量等;并结合生物特异性作用,考察了磁光纳米核壳磁性特征对靶标分离的影响;阐述了不同的生物信号放大策略对光电化学传感器灵敏度提高及稳定性的影响;探讨了磁光纳米核壳基等离激元Fano共振增强光电化学生物传感新理论和新机制。本项目创造性地构建了灵敏度高、选择性好、稳定性佳及检测速度快的新型磁光电化学生物传感器,为复杂体系中农残、有害气体、疾病标志物的高效、可靠检测及人类健康安全预警机制的建立提供了新平台,并促进了光电化学分析领域进一步发展。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
In Situ Generated Plasmonic Silver Nanoparticle-Sensitized Amorphous Titanium Dioxide for Ultrasensitive Photoelectrochemical Sensing of Formaldehyde
原位生成等离激元银纳米颗粒敏化非晶态二氧化钛用于甲醛超灵敏光电化学传感
  • DOI:
    10.1021/acssensors.9b01204
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    ACS SENSORS
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Guo, Lei;Yin, Hui;Li, Hongbo
  • 通讯作者:
    Li, Hongbo
Z-scheme Ag2O/Ag/amorphous TiO2 shells for enhanced plasmonic photoelectrochemical assay of nitrogen dioxide
Z 型 Ag2O/Ag/无定形 TiO2 壳,用于增强二氧化氮等离激元光电化学测定
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Hongbo;Li Yanli;Wang Chenchen;Li Jing
  • 通讯作者:
    Li Jing
Ligand reduction and cation exchange on nanostructures for an elegant design of copper ions photoelectrochemical sensing
纳米结构上的配体还原和阳离子交换,用于铜离子光电化学传感的优雅设计
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2020.129032
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Jing;Mo Fan;Guo Lei;Huang Junhua;Lu Zheng;Xu Qin;Li Hongbo
  • 通讯作者:
    Li Hongbo
Magnetic-Optical Core-Shell Nanostructures for Highly Selective Photoelectrochemical Aptasensing
用于高选择性光电化学适体传感的磁光核壳纳米结构
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.9b05762
  • 发表时间:
    2020-03-03
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Li, Hongbo;Li, Yanli;Yin, Yadong
  • 通讯作者:
    Yin, Yadong
DNA-Tetrahedral-Nanostructure-Based Entropy-Driven Amplifier for High-Performance Photoelectrochemical Biosensing
用于高性能光电化学生物传感的基于 DNA 四面体纳米结构的熵驱动放大器
  • DOI:
    10.1021/acsnano.0c09374
  • 发表时间:
    2021-01-13
  • 期刊:
    ACS NANO
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Li, Hongbo;Han, Min;Li, Jing
  • 通讯作者:
    Li, Jing

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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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