新型夹心式表面增强共振拉曼器件的设计、应用及其理论研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    20905021
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    冯九菊
  • 依托单位：
    河南师范大学
  • 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

本研究以银为基底，通过引入薄膜层(如SiO2)将内层金属的高表面增强拉曼活性和外层金属(如金或铂)的电化学特性相结合，拟构建新型夹心式(金属-薄膜-金属)表面增强拉曼器件。以细胞色素c或细胞色素P450为探针分子，研究它们的表面增强共振拉曼(SERR)光谱和电化学行为。同时，利用电磁理论构建表面增强拉曼散射理论模型，探讨内-外层金属间表面增强的机制。通过该体系可研究探针分子的构象变化、电子传递机制和表面催化反应机理等。它不仅具有SERR光谱本身的优点，而且还有下列新特点：(1)宽光谱，光谱采集可在整个可见及紫外区进行；(2)宽电位窗；(3)高稳定性和重现性；(4)生物相容性好；(5)成本低廉，制备简单；(6)多样性薄膜功能平台。该体系以电化学拉曼为平台，将电磁理论、SERR光谱、纳米和电化学等学科相交叉，试验与理论相结合，拟构建新型光电生物传感及催化器件，实现多种检测技术在同一平台上操控。

结项摘要

本项目构筑了 “三明治” 结构 Ag-SAMs-Au和Ag-SiO2-Au 表面增强拉曼器件，充分利用Ag的高拉曼活性和Au的导电性及化学稳定性。在Au薄膜表面自组装一层巯基单分子层，再通过静电吸附作用将探针生物分子如细胞色素c固定在该基底上，实现了探针分子在Au表面的紫外拉曼光谱和电化学性能研究。采用稳态表面增强拉曼共振技术(SERR)研究细胞色素c的生物活性及其界面取向，并考察了不同电位对细胞色素c的SERR光谱信号的影响。利用时间分辨SERR技术研究细胞色素c电子传递的动力学过程。此外，建立了表面增强拉曼散射（SERS）理论模型，详细研究了非导电薄膜(SiO2或巯基薄膜等)和外层金属的介电常数及其厚度对周围电磁场强度的影响，为研制新型拉曼器件提供原理和方法。.同时，结合溶胶凝胶、电沉积及水热合成技术等构筑了多种形貌且有拉曼活性的贵金属纳米材料，如树枝状金/铜/钯纳米薄膜、金纳米花、纳米银柱阵列等等，并制备了许多新型多级微纳结构的贵金属及半导体等光电材料，包括核壳型和空心结构的Ag-聚多巴胺杂化材料、MnO2纳米棒、空心花生状及双笼状ZnO多级材料、空心微球Cu/Cu2O及八角对称树枝状PbS等，并详细研究了上述材料的生长机理以及光电催化性能，探索了这些材料在光电传感等领域的应用。目前已发表论文26篇，其中SCI源期刊论文24篇，其中3篇作为封面文章分别发表在Adv. Funct. Mater.、J. Colloid Interf. Sci.和FEBS J.，并参编英文论著2章。

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（15）
专利数量（0）
层层自组装法制备普鲁士蓝修饰电极及对过氧化氢的测定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    应用化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张培培;王爱军;刘雪燕;朱红乔;杜俊芳;陈炫;冯九菊
  • 通讯作者：
    冯九菊
Mannite supported hydrothermal synthesis of hollow flower-like ZnO structures for photocatalytic applications
甘露醇支持水热合成空心花状 ZnO 结构用于光催化应用
  • DOI：
    10.1039/c1ce05090g
  • 发表时间：
    2011-01-01
  • 期刊：
    CRYSTENGCOMM
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Feng, Jiu-Ju;Liao, Qi-Chen;Chen, Jian-Rong
  • 通讯作者：
    Chen, Jian-Rong
Direct Electrochemistry and Electrocatalysis of Microperoxidase-11 Immobilized on Porous Network-like Gold Films
多孔网络状金膜固定微过氧化物酶11的直接电化学和电催化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Microchimica Acta
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Qian-Li Zhang;Ai-Jun Wang;Zi-Yan Meng;Ya-Hui Lu;Hongjun Lin;Jiu-Ju Feng
  • 通讯作者：
    Jiu-Ju Feng
Single Molecular Functionalized Gold Nanoparticles for Hydrogen-Bonding Recognition and Colorimetric Detection of Dopamine with High Sensitivity and Selectivity
单分子功能化金纳米颗粒用于多巴胺的氢键识别和比色检测，具有高灵敏度和选择性
  • DOI：
    10.1021/am400402c
  • 发表时间：
    2013-02-27
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Feng, Jiu-Ju;Guo, Han;Wang, Ai-Jun
  • 通讯作者：
    Wang, Ai-Jun
Hydrogen peroxide sensor based on glassy carbon electrode modified with beta-manganese dioxide nanorods
基于β-二氧化锰纳米棒修饰玻碳电极的过氧化氢传感器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Microchimica Acta: An International Journal On Micro and Trace Analysis
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang, Ai-Jun;Zhang, Pei-Pei;Li, Yong-Fang;Feng, Jiu-Ju;Dong, Wen-Ju;Liu, Xue-Yan
  • 通讯作者：
    Liu, Xue-Yan

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其他文献

水热法原位合成纳米氧化锌阵列及其光催化应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    应用化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李方方;郭涵;冯九菊;王爱军
  • 通讯作者：
    王爱军
2-硫代巴比妥酸修饰金纳米探针高灵敏比色检测三聚氰胺
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    应用化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈婉熠;蔡琳熠;王爱军;冯九菊
  • 通讯作者：
    冯九菊
室温合成片层花状氧化锌及其光催化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    应用化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李方方;郭涵;王爱军;冯九菊
  • 通讯作者：
    冯九菊

其他文献

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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

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          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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