面向石墨烯类生命感知接口器件的晶向调控与亚表面成像方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61903359
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    施佳林
  • 依托单位：
    中国科学院沈阳自动化研究所
  • 学科分类：
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

By hundreds of millions of years of evolution, the life system has the incomparable advantages of artificial systems. Therefore, integrating the living system directly into the robot system has become the hot spot of current research. However, the bio-signal detection interface technology is not mature, and it has become a bottleneck that hinders the development of biosyncretic robots.Although graphene biosensing interface technology provides a feasible solution for biosyncretic biometric information detection, it lacks a new nanomachining and detection method, which can regulate the edge orientation of single-layer graphene in situ, and sub-surface imaging and localization of single-layer graphene under thin film structure, the development of biosyncretic bioinformatics interface technology is facing obstacles. In view of the above scientific problems, the project studied the spatial frequency coupling amplification method of graphene lattice, explored the mechanism of near-field ultrasonic subsurface imaging, and proposed the graphene edge orientation precision control nanomachining technology and single layer graphene subsurface imaging and localization method. The bioinformatics interface device based on single-layer graphene-based biosyncretic sensing device unit is of great significance for the biosyncretic sensing field and the fabrication of single-layer two-dimensional material nanodevices.
生命系统经过亿万年的进化具有人工系统不可比拟的优势，因此把生命系统直接融合到机器人系统中来成为当前研究的前沿热点。然而生物信号检测接口技术并不成熟，成为阻碍类生命机器人感知技术发展的瓶颈。虽然基于石墨烯生物传感接口技术为类生命感知生物信息检测提供了可行的方案，但是却缺乏一种新型纳米加工和检测手段，能够原位调控单层石墨烯边缘晶向，并对复合纳米薄膜结构下单层石墨烯进行亚表面成像与定位，阻碍了生物信息接口技术的进一步发展。针对上述科学问题，项目研究石墨烯晶格空间频率耦合放大方法，探索近场超声亚表面成像机理，提出石墨烯边缘晶向精密调控加工技术与单层石墨烯亚表面成像与定位方法，最终构建出基于单层石墨烯的类生命感知器件单元生物信息接口器件，对类生命感知领域和单层二维材料纳米器件制造具有重要意义。

结项摘要

生命系统经过亿万年的进化具有人工系统不可比拟的优势，因此把生命系统直接融合到机器人系统中来成为当前研究的前沿热点。然而生物信号检测接口技术并不成熟，成为阻碍类生命机器人感知技术发展的瓶颈。虽然基于石墨烯生物传感接口技术为类生命感知生物信息检测提供了可行的方案，但是却缺乏一种新型纳米加工和检测手段，能够原位调控单层石墨烯边缘晶向，并对复合纳米薄膜结构下单层石墨烯进行亚表面成像与定位，阻碍了生物信息接口技术的进一步发展。针对上述科学问题，项目研究了基于超声AFM的单层二维材料晶向检测与边缘调控方法，探索了面向二维材料的超声AFM加工参数，提出了基于近场光学的表面成像与二维材料亚表面定位方法，最终构建出基于单层石墨烯的类生命感知器件单元生物信息接口器件，实现了对光敏细胞群的光诱导生物电信息的高通量、无损、长时、稳定的检测，对类生命感知领域和单层二维材料纳米器件制造具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（5）
会议论文数量（6）
专利数量（1）
Label-free purification and characterization of optogenetically engineered cells using optically-induced dielectrophoresis
使用光诱导介电泳对光遗传学工程细胞进行无标记纯化和表征
  • DOI：
    10.1039/d2lc00512c
  • 发表时间：
    2022-07-25
  • 期刊：
    LAB ON A CHIP
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Yang，Jia;Gu，Yanyu;Wang，Wenxue
  • 通讯作者：
    Wang，Wenxue
Influence of MoS2-metal interface on charge injection: a comparison between various metal contacts
MoS2-金属界面对电荷注入的影响：各种金属接触的比较
  • DOI：
    10.1088/1361-6528/ab9cf6
  • 发表时间：
    2020-09-25
  • 期刊：
    NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Li, Meng;Lan, Fei;Li, Guangyong
  • 通讯作者：
    Li, Guangyong
A bio-syncretic phototransistor based on optogenetically engineered living cells
基于光遗传学工程活细胞的生物性质光电晶体管
  • DOI：
    10.1016/j.bios.2021.113050
  • 发表时间：
    2021-02-03
  • 期刊：
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子：
    12.6
  • 作者：
    Yang, Jia;Li, Gongxin;Liu, Lianqing
  • 通讯作者：
    Liu, Lianqing
Spatial Vibration and Displacement Measurement Through Single-Point Continuous and Interval Scanning Laser Doppler Vibrometer
通过单点连续和间隔扫描激光多普勒测振仪测量空间振动和位移
  • DOI：
    10.1109/tim.2022.3225055
  • 发表时间：
    2023
  • 期刊：
    IEEE Trans. Instrum. Meas
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    石慧瑶;施佳林;杨洋;唐思;苏全民;刘连庆
  • 通讯作者：
    刘连庆
An experimental and theoretical study on nanomachining forces along zigzag and armchair lattice orientations of monolayer MoS2
单层MoS2锯齿形和扶手椅晶格方向纳米加工力的实验和理论研究
  • DOI：
    10.1088/2053-1591/abb32d
  • 发表时间：
    2020-09
  • 期刊：
    Materials Research Express
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Li Meng;Zhang Yu;Wang Lu;Xi Ning;Xin Xiaoning;Jin Xiaoshi;Wu Meile
  • 通讯作者：
    Wu Meile

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其他文献

结合微针及AFM的单细胞精准激励与力学特性同步测量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    生物化学与生物物理进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯雅琪;于鹏;施佳林;李密
  • 通讯作者：
    李密

其他文献

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施佳林的其他基金

面向类生命传感定量机理研究的微纳生物多臂力电耦合测量方法
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
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    2022
  • 资助金额：
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    面上项目

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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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