高量子产率电致化学发光金纳米团簇探针的设计及其在生命分析中的应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21874020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

As a novel electrochemiluminescence (ECL) emitter, quantum dots (QDs) own several distinctive merits like high luminescence efficiency, good stability, size/surface-trap controlled luminescence and facile surface functionalization modification. In recent years, QD ECL systems have been attracted increasing attentions. However, most of the QD luminophor species, such as the cadimium-containing QDs, are environmental toxicity and poor biocompatibility, which limit their practical applications, especially in biosystems. Thus, developing environment-friendly ECL species is imperative. Gold nanocluster (AuNC) has become a promising material due to its fantastic characteristics, such as good biocompatibility, outstanding catalytic performance, and unusual photophysical properties. However, due to the restrictions of weak ECL intensity, low quantum yield and unclear mechanism, the ECL study based on AuNCs, especially in aqueous solution systems has been reported rarely. Aiming at these problems above, this project proposes to accurately prepare a series of functionalized AuNCs by nanotechnology, and then systematically study on the affecting factors of the ECL properties of the AuNCs and reveal the luminescence mechanism. Based on the revealing influence factors and ECL mechanism, a series of AuNCs, ECL probes with high performance can be screened, and apply to develop novel ECL methods for life analysis. This project combines nanotechnology, molecular biology technique, clinical detection technology and sensing technology, and shows outstanding academic innovation value and great significance in its clinical application.
在电致化学发光(ECL)生物分析中,量子点作为一种新型ECL纳米发光体,具有发光效率高、光稳定性好、多波段发光可控及表面修饰功能化等优点。但目前大部分的量子点发光体本身的毒性极大地限制了其在生物分析中的应用。因此,发展环境友好型ECL发光体用于生命分析具有重要意义。金纳米团簇作为一种新型无毒的荧光纳米材料由于其优良的光电性能得到了人们的广泛关注。然而由于其ECL强度小、量子产率低、发光机制不清楚等问题的限制,使其在ECL领域的研究,尤其是在水相中的ECL研究鲜有报道。针对以上问题,本项目拟通过可控纳米制备技术精准制备一系列功能化的金纳米团簇,深入探讨其ECL性能影响因素并揭示其发光机制,筛选一系列高性能金纳米团簇ECL探针,并将其应用于发展生命分析新体系、新方法。本项目有机结合了纳米技术、分子生物学技术、生物传感技术和临床检测技术,具有突出的学术创新性和临床医学应用价值。

结项摘要

电化学发光具有背景信号低、灵敏度高、可控、设备简单及适用性广等优点,在生命分析领域具有广泛的应用前景。然而,该领域尚存在量子产率低、发光机理研究尚不成熟等基础科学问题,深入探究电化学发光探针发光机制以及本质机理问题具有重要意义。本课题紧密围绕上述核心问题,从探究水相中AuNC ECL探针发光机制以及ECL本质机理问题入手,提出了纳米尺度价态调控、电催化和聚集诱导双增强等ECL调控的特殊机制,制备了高性能AuNC ECL纳米探针;针对传感器的应用需求,在传感材料、界面设计、共反应体系等方面提出创新策略,建立了基于其调控机制介导的ECL分析平台、免疫金簇“二合一”ECL传感器、分离式ECL检测平台及共反应剂介导的低电位ECL分析平台等检测方法,为合理设计ECL纳米探针及生物传感提供了新机制和新方法。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dual Enhancement of Gold Nanocluster Electrochemiluminescence: Electrocatalytic Excitation and Aggregation-Induced Emission
金纳米簇电化学发光的双重增强:电催化激发和聚集诱导发射
  • DOI:
    10.1002/anie.201913445
  • 发表时间:
    2019-12-04
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Peng, Huaping;Huang, Zhongnan;Liu, Juewen
  • 通讯作者:
    Liu, Juewen
Oxygen vacancy confined nickel cobaltite nanostructures as an excellent interface for the enzyme-free electrochemical sensing of extracellular H2O2secreted from live cells
氧空位限制的镍钴矿纳米结构作为活细胞分泌的细胞外 H(2)O(2) 无酶电化学传感的优异界面
  • DOI:
    10.1039/d0nj03281f
  • 发表时间:
    2020-09-07
  • 期刊:
    NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Balasubramanian, Paramasivam;He, Shao-Bin;Chen, Wei
  • 通讯作者:
    Chen, Wei
Pre-oxidation of Gold Nanoclusters Results in a 66 % Anodic Electrochemiluminescence Yield and Drives Mechanistic Insights
预氧化%20of%20金%20纳米团簇%20结果%20in%20a%2066-%%20阳极%20电化学发光%20产量%20和%20驱动%20机械%20见解
  • DOI:
    10.1002/anie.201905007
  • 发表时间:
    2019-07-18
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Peng, Huaping;Huang, Zhongnan;Liu, Juewen
  • 通讯作者:
    Liu, Juewen
Bimetallic AgAu decorated MWCNTs enable robust nonenzyme electrochemical sensors for in-situ quantification of dopamine and H2O2 biomarkers expelled from PC-12 cells
双金属 AgAu 修饰的 MWCNT 可实现强大的非酶电化学传感器,用于对 PC-12 细胞排出的多巴胺和 H2O2 生物标志物进行原位定量
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2020.114554
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Balasubramanian, Paramasivam;He, Shao-Bin;Chen, Wei
  • 通讯作者:
    Chen, Wei
Electrochemiluminescent immunoassay for the lung cancer biomarker CYFRA21-1 using MoOx quantum dots
使用 MoOx 量子点进行肺癌生物标志物 CYFRA21-1 的电化学发光免疫分析
  • DOI:
    10.1007/s00604-019-3917-4
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Microchimica Acta
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Xiangying Meng;Xiao Chen;Weihua Wu;Wei Zheng;Haohua Deng;Luyao Xu;Wei Chen;Zhulai Li;Huaping Peng
  • 通讯作者:
    Huaping Peng

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    --
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈家旭
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    10.19906/j.cnki.jfct.2021070
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    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐紫玥;陈伟;胡俊豪;杨海平;陈应泉;陈汉平
  • 通讯作者:
    陈汉平

其他文献

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配位化合物搭载工程:一种原子精确金纳米团簇荧光探针构建的新策略
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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

        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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