基于复合结构金纳米粒子的共振光散射生物传感方法的研究与应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    20975004
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0403.谱学方法与理论
  • 结题年份:
    2012
  • 批准年份:
    2009
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

生物大分子的相互作用与识别是生命过程的重要化学机制之一,研究生物大分子的相互作用对于生命过程的分析以及疾病的诊断治疗等至关重要。本工作拟以表面修饰的核-壳型硅胶-金纳米粒子为探针,从凝集素-甘露糖的识别作用出发,建立生物大分子的共振光散射传感新方法。该项目的研究将复合结构的金纳米粒子与共振光散射方法相结合,对推动共振光散射分析方法在生化分析领域的应用,以及共振光散射分析方法学的发展具有重要意义。与现有的生物大分子检测方法相比,本方法具有免标记、灵敏度高、检测限低和选择性好的特点,样品的预处理过程可得到简化,适用于实际生物体系的检测。本方法可与荧光等其它检测手段联用,以简单的仪器实现多通道检测,亦可与微流控和计算机控制技术相结合实现方法的自动化,具有良好的发展前景。

结项摘要

生物大分子的相互作用与识别是生命过程的重要化学机制之一,研究生物大分子的相互作用对于生命过程的分析以及疾病的诊断治疗等至关重要。而以金纳米材料为代表的金属纳米材料,具有从可见光至近红外范围可调控的光谱性质,以及表面易于修饰的优势,非常适用于简单、快速,高灵敏度和高选择性的光学传感平台的构建。金纳米局域表面等离子体共振(LSPR)吸收与散射的传感方法研究对推动共振光散射分析方法在生化分析领域的应用,以及共振光散射分析方法学的发展具有重要意义。本项目从各种形貌的金纳米材料出发,结合核酸适体-目标物、凝集素-甘露糖、抗体-抗原等特异性识别作用,建立了一系列基于金纳米LSPR吸收和光散射传感新方法。在以下几个方面开展了工作:(1)制备了粒径可调控的金纳米颗粒、长径比可调的金纳米棒,以及包裹硅胶纳米颗粒(包括荧光硅胶纳米颗粒)的核-壳型金纳米球,并系统研究了其LSPR吸收与散射性质。(2)成功合成了巯基修饰的葡萄糖与甘露糖,并研究了其与凝集素ConA的相互作用。(3) 建立了系列基于金纳米LSPR吸收和光散射的传感方法。(4)为了建立多通道信号的测量,以及更好的阐明LSPR与荧光信号基团的相互作用,建立了系列荧光传感方法。以上方法中,亮点的工作主要有:(1)将金纳米LSPR散射信号应用于暗场散射成像中,建立了细菌计数方法,检测结果与传统的细菌培养菌落计数法有较好的相关性,并通过颜色与形状的模式识别,实现了细菌计数自动化。该方法的建立金纳米的光学传感方法学上有一定创新,拓展了金纳米光学传感应用。 (2) 以溶菌酶的 DNA适体建立了检测人唾液中溶菌酶的荧光各向异性方法,由于与血液样本相比,人唾液样本是无损采样,因此该方法的建立对唾液中生物标志物的检测提供了可能性,具有重要意义。此外,在这个工作中,首次将荧光寿命各向异性方法应用于研究生物大分子间的相互作用,为生物大分子间的相互作用研究开辟了新的方法。(3) 以基于DNA链置换反应介导的金纳米增强荧光各向异性首次构建了SNP的检测体系。目前几乎所有的错配序列都产生一定的信号,而本方法中,错配序列产生负的各向异性变化信号,从一定程度上提高了SNP检测的选择性。该项目在研期间,在Anal. Chem., Biosens. Bioelectron., Trends. Anal. Chem.等杂志上共发表论文8篇。申请国内专利1项。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Counting Bacteria Using Functionalized Gold Nanoparticles as the Light-Scattering Reporter
使用功能化金纳米颗粒作为光散射报告基因进行细菌计数
  • DOI:
    10.1021/ac302471c
  • 发表时间:
    2012-11-20
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Xu, Xiao;Chen, Yang;Li, Na
  • 通讯作者:
    Li, Na
Determination of human urinary kanamycin in one step using urea-enhanced surface plasmon resonance light-scattering of gold nanoparticles
尿素增强金纳米颗粒表面等离子体共振光散射一步法测定人尿卡那霉素
  • DOI:
    10.1007/s00216-009-3134-9
  • 发表时间:
    2009-12-01
  • 期刊:
    ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Wang, Xinyi;Zou, Mingjian;Li, Na
  • 通讯作者:
    Li, Na
Near-infrared fluorescence spectroscopy of single-walled carbon nanotubes and its applications
单壁碳纳米管近红外荧光光谱及其应用
  • DOI:
    10.1016/j.trac.2011.03.014
  • 发表时间:
    2011-07-01
  • 期刊:
    TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    13.1
  • 作者:
    Huang, Hongduan;Zou, Mingjian;Li, Na
  • 通讯作者:
    Li, Na
Direct Determination of Urinary Lysozyme Using Surface Plasmon Resonance Light-Scattering of Gold Nanoparticles
利用金纳米颗粒表面等离子共振光散射直接测定尿液溶菌酶
  • DOI:
    10.1016/j.talanta.2010.05.034
  • 发表时间:
    2010-07-15
  • 期刊:
    TALANTA
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Wang, Xinyi;Xu, Yao;Li, Na
  • 通讯作者:
    Li, Na
The gold-nanoparticle-based surface plasmon resonance light scattering and visual DNA aptasensor for lysozyme
基于金纳米颗粒的溶菌酶表面等离子体共振光散射和视觉DNA适体传感器
  • DOI:
    10.1007/s00216-011-4943-1
  • 发表时间:
    2011-06-01
  • 期刊:
    ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Wang, Xinyi;Xu, Yao;Li, Na
  • 通讯作者:
    Li, Na

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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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