柔性可穿戴电化学传感器及其对汗液中关键分子标记物的实时检测研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

项目摘要

Flexible and wearable electrochemical sensor is an important research direction in healthcare and medical diagnostics field for achieving molecular-level health information. Currently, the key challenges to achieve high-performance of molecular markers detection by wearable electrochemical sensors are to address the rationality of designing and fabricating electrochemical electrode materials and sensing materials on flexible and stretchable substrates. This project proposes the development of a novel stretchable fiber-shaped flexible and wearable electrochemical sensor. We start with the requirements of the electrochemical sensing performance of the ion-selective electrode and enzyme-based electrode on the interfacial chemical properties of electrode and sensing materials, then use the periodic wrinkle structure design strategy of the electrode materials on stretchable silicone substrate, and combine with the chemical modification approaches of the interface and the electrochemical deposition techniques. The project will systematically investigate: the impact of the electrode morphology and the binding force between the substrates and electrodes on the electrode stretchability and electrochemical properties; the impact of the electrode interface wettability, electrochemical active area and stability on the performance of the sensors; the impact of the sensing materials composition, immobilization strategies and fabrication methods on the performance of the stretchable sensors. We will also study the application of stretchable fiber electrochemical sensors for wearable detecting of molecular markers such as Na+, K+ and lactate in sweat. The implementation of this project will establish the scientific and technical foundation for the development of the novel fiber-shaped flexible and wearable electrochemical sensors.
柔性可穿戴电化学传感器是实现分子水平移动健康管理和医疗监测的重要研究方向。如何在柔性可延展基底上设计和制备电化学电极材料、分子识别敏感材料,实现高性能的健康疾病分子标记物检测是当前可穿戴电化学传感器面临的关键科学问题。本项目提出了新型可延展纤维结构的柔性可穿戴电化学传感器研究,从离子选择性电极和酶电极的传感性能对其电极材料界面性质的要求出发,采用可延展硅橡胶基底上周期性褶皱电极材料的结构设计方法,结合界面化学性质改性、电沉积制备等技术,系统性调控和研究:电极材料结构、基底结合力对电极可延展性和电化学性能的影响;电极界面浸润性、电活性面积、电化学稳定性等对传感性能的影响;敏感材料的组分优化和交联固定方法对传感器性能的影响。研究可延展纤维电化学传感器在可穿戴式汗液分子标记物Na+、K+、乳酸等检测中的传感性能。本项目的实施将为新型纤维柔性可穿戴电化学传感器的发展奠定理论和技术基础。

结项摘要

本项目面向可穿戴汗液传感器的迫切发展需求,针对柔性可延展基底上设计制备电化学电极材料、传感敏感材料等关键科学问题,提出新型柔性可延展纤维结构高性能电化学传感器的研究工作。通过解决柔性衬底和电极异质界面的结合稳定性问题,开发了具有灵敏度“程序化调控”的仿生葡萄糖传感器;通过解决柔性衬底、电极和离子选择性敏感材料的多层异质材料的结合稳定性问题,开发了基于应力重排效应的高稳定可延展纤维离子选择性传感器;针对柔性电化学离子选择性传感器存在电极电位不稳定以及制备过程复杂,开发了基于导电金属有机框架垂直纳米线排列的碳纳米管纤维柔性电化学离子选择性传感器;从汗液分泌的特点和实时检测的问题出发,探索了传感器在可穿戴织物中的集成方案和可穿戴汗液检测应用。通过上述工作的完成,为新型柔性可延展电化学传感器的发展及可穿戴汗液检测提供理论基础和新的技术方法,有望促进可穿戴汗液传感器件在运动健康监测领域的实际应用。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Moisture-Driven Power Generation for Multifunctional Flexible Sensing Systems
用于多功能灵活传感系统的湿气驱动发电
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.9b02081
  • 发表时间:
    2019-08-01
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Li, Lianhui;Chen, Zhigang;Zhang, Ting
  • 通讯作者:
    Zhang, Ting
A novel, flexible dual-mode power generator adapted for wide dynamic range of the aqueous salinity
一种新颖、灵活的双模式发电机,适用于水盐度的宽动态范围
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2021.105970
  • 发表时间:
    2021-03-16
  • 期刊:
    NANO ENERGY
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Li, Lianhui;Gao, Shouwei;Zhang, Ting
  • 通讯作者:
    Zhang, Ting
All-Nanofiber-Based Janus Epidermal Electrode with Directional Sweat Permeability for Artifact-Free Biopotential Monitoring
基于全纳米纤维的 Janus 表皮电极,具有定向汗液渗透性,可实现无伪影生物电势监测
  • DOI:
    10.1002/smll.202106477
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Small
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Xianqing Yang;Shuqi Wang;Mengyuan Liu;Lianhui Li;Yangyong Zhao;Yongfeng Wang;Yuanyuan Bai;Qifeng Lu;Zuoping Xiong;Simin Feng;Ting Zhang
  • 通讯作者:
    Ting Zhang
In Situ Growth of NiO@SnO2 Hierarchical Nanostructures for High Performance H2S Sensing
用于高性能 H2S 传感的 NiO@SnO2 分层纳米结构的原位生长
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b13001
  • 发表时间:
    2019-11-27
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Liu, Lin;Wang, Yingyi;Qin, Sujie
  • 通讯作者:
    Qin, Sujie
Ultrathin, Stretchable, and Breathable Epidermal Electronics Based on a Facile Bubble Blowing Method
基于简便吹泡方法的超薄、可拉伸、透气的表皮电子产品
  • DOI:
    10.1002/aelm.202000306
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Advanced Electronic Materials
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xianqing Yang;Lianhui Li;Shuqi Wang;Qifeng Lu;Yuanyuan Bai;Fuqing Sun;Tie Li;Yue Li;Zihao Wang;Yangyong Zhao;Yixiang Shi;Ting Zhang
  • 通讯作者:
    Ting Zhang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

钢框架结构振动台试验及损伤分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    工业建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王书琪;田石柱
  • 通讯作者:
    田石柱

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王书琪的其他基金

新型表皮微流控柔性汗液传感器及其人体脱水监测研究
  • 批准号:
    62271479
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型表皮微流控柔性汗液传感器及其人体脱水监测研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码