适用于光流控传感器件的新型表面等离激元材料的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21804061
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Optofluidics is the synergistic integration of photonics and microfluidics, which is a new analytical field that provides a number of unique characteristics for enhancing the sensing performance and simplifying the design of microsystems. The optofluidic sensing devices that based on the surface plasmon resonance (SPR) are well-suited for biological/chemical detection and analysis in extremely small detection volumes, which is benefited from the integration of the sensing chip with the microfluidics system for the sample preparation and delivery. However, this promising technology is still limited by the bottleneck problems of both SPR sensor and the integrated optofluidic system. Firstly, the sensitivity of the optofluidic system should be maintained and further improved. Secondly, the development of multimodal and high through-put detection is significant. Thirdly, the optofluidic system should be conveniently used to the commercial optical instruments. Finally, the cost should be reduced as much as possible for real applications. We aim to propose the research of novel sensing chip for optofluidic system for the ultrasensitive sensing applications. The design of the chip is guided by the mechanism of plasmonics and special requirements for real applications. The fabrication of the designed optofluidic system is based on the holographic lithography method and micro-electro-mechanical system (MEMS). The proposed optofluidic system here is significant for the development of the portable sensing device.
光流控(optofluidic)传感是将光学传感的方法与微流控技术相结合的新型分析、检测技术。其中,基于表面等离激元共振 (surface plasmon resonance, SPR)传感的光流控技术,因其在灵敏的传感检测的基础上集成了样品的准备、输运功能,所以特别适合于对痕量生物和化学样品的分析和检测。但是,该技术的广泛应用仍然受到传感芯片性能、构造和材料的制约。本项目旨在从物理本质上分析影响芯片性能的关键因素,并基于表面等离激元的理论来调控传感芯片的形貌、构造;再进一步结合光流控传感器件的实际使用需求,设计并制备适用于光流控传感的性能优异的传感芯片。拟实现的光流控传感系统的优势包括: 1、超高灵敏度和稳定性;2、多通道、高通量的检测模式;3、光流控器件能方便地与常规实验室已有的仪器兼容或是联用;4、低成本。本项目对于传感仪器的便携式、小型化也具有十分重要的基础意义。

结项摘要

基于表面等离激元共振(surface plasmon resonance,SPR)的光流控检测集合了微流控对溶液控制的优势和SPR传感检测方法的高灵敏度的特点,是一种新型的多功能的技术。适用于光流控系统的表面等离激元材料的研制是指设计和制备满足光流控系统的新型表面等离激元材料的研究。在过去的三年中,我们主要从表面等离激元结构的光学性质调控、结构构型改善以及材料优化这三个方面入手,开展了适用于光流控系统的表面等离激元材料的研制,并取得了一些列重要的成果:(1)SPR光谱宽度和深度的可控调节,以及超深超窄SPR共振模式的获得;(2)基于PDMS的柔性衬底上表面等离激元结构的制备,及其在超稳定的光流控系统中的应用;(3)高通量的SPR-RI光流控的系统的建立及其在SPR半峰宽对灵敏度影响中的研究。经过反复的实验研究,已经证实了所得到的表面等离激元结构以及进一步获得的光流控系统的优势。此外,半峰宽小于等于5 nm,反射率仅为10%的SPR光谱,可以从550 nm连续调节到950 nm。这种超高品质因子的表面等离激元结构的科学意义在于实验上获得了理论上能够得到的表面等离激元共振模式。除了在超高灵敏度生物化学传感中发挥重要作用以外,在对超高品质因子SPR模式有需求的纳米激光器,非线性光学等研究领域也将产生重要的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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其他文献

野豌豆属种子形态多样性与种子分类鉴定方法的研究
  • DOI:
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
    王显国
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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其他文献

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刘博文的其他基金

纳米光学与化学分析传感的交叉领域
  • 批准号:
  • 批准年份:
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    200 万元
  • 项目类别:
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  • 批准号:
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相似国自然基金

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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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