均相光致电化学生物传感新方法研究及其在重大疾病生物标志物分析中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21575074
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    70.0万
  • 负责人：
    李峰
  • 依托单位：
    青岛农业大学
  • 学科分类：
    B0402.电分析化学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

This project is proposed to develop highly sensitive homogenous photoelectrochemical biosensing strategies and to apply them in the analysis of biomarkers for major diseases. The activity and inhibition of enzymes that are related to diseases including neurodegenerative diseases will be detected by homogeneous photoelectrochemical method based on the enzyme product-assisted in situ formation of quantum dots. Based on DNA aptasensing techniques, target protein recognition and signal amplification will be achieved, and highly sensitive and selective homogenous photoelectrochemical analysis of protein biomarkers will be realized. Enzyme-assisted signal amplification strategies will be developed to realize highly sensitive homogenous photoelectrochemical assay of disease biomarkers such as miRNA and enzymes. A novel homogeneous photoelectrochemical biosensing platform will be built in order to realize simple, fast, highly sensitive and selective detection of biomarkers for diseases such as cancers, cardiovascular diseases, neurodegenerative diseases and so on. The relationship between biomarkers and major diseases will be investigated, and new techniques and methods for early diagnosis and clinic treatment of such diseases will be developed. Thus this project is of great scientific importance, and innovative research results are expected.
本项目拟开展高灵敏均相光致电化学生物传感新方法及其在重大疾病生物标志物分析中的应用研究。利用酶辅助原位生成量子点，实现神经退行性疾病等相关酶活性及其抑制剂的便捷均相光致电化学分析检测；基于核酸适配体技术，发展信号识别与放大新策略，实现蛋白质癌症标志物高灵敏、高选择性均相光致电化学检测；发展酶辅助信号放大新方法与新策略，建立重大疾病相关生物标志物miRNA及酶活性的高灵敏均相光致电化学分析检测新方法。构建新型均相光致电化学生物传感平台，力争实现癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等重大疾病相关生物标志物的便捷、高灵敏、高选择性光致电化学分析检测。通过探索生物标志物表达水平及活性与疾病发生、发展之间的关联，以期为某些重大疾病的早期诊断提供新方法和新技术，具有重要的科学意义和研究价值，有望获得具有一定特色的创新性研究成果。

结项摘要

发展高灵敏、特异性生物标志物均相光致电化学传感技术，实现快速检测对于重大疾病的临床早期诊断、治疗具有十分重要的研究意义。本项目开展了高灵敏均相光致电化学生物传感新方法及其在重大疾病生物标志物分析中的应用研究。基于杂交链式反应、目标物循环等技术，设计得到了多种生物标志物循环信号扩增新策略，建立了若干DNA甲基转移酶、miRNA、癌胚抗原CEA等高灵敏、高选择性均相光致电化学传感平台。基于激光诱导石墨烯，利用聚醚砜膜作为硫源和碳源，制备了性能优异的LITG@ITO光电极，并应用于光致电化学传感研究（Adv. Funct. Mater., 2019, 1904000）；发展了一种完全免固定、扩散介导光致电化学生物传感策略，实现了高灵敏microRNA检测（Anal. Chem., 2018, 90, 9591-9597）；建立了基于苝胺化合物和杂交链式反应的免标记光致电化学检测Dam MTase新方法(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 16958-16964)；建立了均相光致电化学高灵敏检测癌胚抗原新方法（Biosens. Bioelectron., 2016, 77, 220-226）；建立了MOFs材料介导的多元microRNA同时均相电化学检测新方法(Anal. Chem., 2019, 91, 3604-3610)。 “基于核酸信号放大的疾病标志物均相传感新方法研究”（ZR2019-2-6-R01）获山东省自然科学二等奖。. 在国家自然科学基金的资助下，已发表 SCI 收录论文 54篇，其中影响因子6.0以上SCI研究论文37篇。培养了9名硕士专业人才。

项目成果

期刊论文数量（54）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
High-performance non-enzymatic biofuel cells based on an organic copper complex cathode and a nanoporous gold nanoparticle anode
基于有机铜复合物阴极和纳米多孔金纳米粒子阳极的高性能非酶生物燃料电池
  • DOI：
    10.1039/c8cc09333d
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Chemical Communications
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zhao Shifan;Gai Panpan;Yu Wen;Li Haiyin;Li Feng
  • 通讯作者：
    Li Feng
Triplex DNA-based Bioanalytical Platform for Highly Sensitive Homogeneous Electrochemical Detection of Melamine.
基于三重 DNA 的生物分析平台，用于高灵敏均相电化学检测三聚氰胺
  • DOI：
    10.1038/s41598-017-04812-4
  • 发表时间：
    2017-07-03
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Liu X;Song M;Li F
  • 通讯作者：
    Li F
Amphiphile-Mediated Ultrasmall Aggregation Induced Emission Dots for Ultrasensitive Fluorescence Biosensing
用于超灵敏荧光生物传感的两亲物介导的超小聚集诱导发射点
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.7b01797
  • 发表时间：
    2017-09-05
  • 期刊：
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Li, Haiyin;Wang, Chuanfeng;Li, Feng
  • 通讯作者：
    Li, Feng
Rational Integration of Biomineralization, Microbial Surface Display, and Carbon Nanocomposites: Ultrasensitive and Selective Biosensor for Traces of Pesticides
生物矿化、微生物表面显示和碳纳米复合材料的合理整合：超灵敏、选择性农药痕量生物传感器
  • DOI：
    10.1002/admi.201801332
  • 发表时间：
    2018-10
  • 期刊：
    Advanced Materials Interfaces
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Lei Han;Daoyuan Chen;Feng Li
  • 通讯作者：
    Feng Li
Truly Immobilization-Free Diffusivity-Mediated Photoelectrochemical Biosensing Strategy for Facile and Highly Sensitive MicroRNA Assay
真正的免固定扩散介导的光电化学生物传感策略，用于简便且高灵敏度的 microRNA 测定
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.8b02523
  • 发表时间：
    2018-08-07
  • 期刊：
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Hou, Ting;Xu, Ningning;Li, Feng
  • 通讯作者：
    Li, Feng

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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