基于打印有机薄膜晶体管的电化学阻抗免疫传感器研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61701493
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Immunosensor is a highly selective and sensitive sensing technology, which has been widely used in clinic diagnostics. However, conventional immunosensors employ bulky optical detection system and complex reagents preparation procedures. The portability of the sensing system has been become the bottleneck which stops immunosensors to be used in other areas. In order to address this issue, this project will develop an inkjet printed OTFT-based electrochemical impedance immunosensor. This will reduce the size of immunosensors from both the detection methodologies and hardware realisations aspects. It will prompt immunosensors' applications in point-of-care testing, food quality and environmental analysis. Electrochemical impedance immunosensing is using the impedance changes on the electrode-electrolyte interfaces to detect the protein-protein binding reactions. This label-free technology enables a minimized detection system setup with simple reagents. Meanwhile, low-cost inkjet printed OTFT technology has been highly developed in recent years. It has been already able to be used as the fundamental building blocks to realize the impedance sensing functions. This project will focus on printed thin-film device optimization, impedance sensing circuit design and immunosensing functions developments. It will provide a new era for the portable, low-cost immunosensing.
免疫传感器以其检测特异性强和敏感度高等特点,已经在临床医学诊断中得到了广泛使用。但受制于现有光学传感器系统复杂度和操作繁琐等因素,很难在需求便捷、快速的日常检测领域中实现具体应用。针对免疫传感器便携性这一问题,本项目提出了一种发展基于打印电路的电化学阻抗免疫传感器的新思路。试图同时在传感器方法学和传感器硬件上提高免疫检测系统的便携程度,从而将其进一步推广到在场疾病检测、食品安全和环境检测等领域。电化学阻抗免疫测试方法利用生物样本与电极界面的电学性质变化,无需利用任何标记物便可以直接对免疫反应进行识别,测试系统相对结构简单。同时,快速打印有机薄膜晶体管技术近年来高速发展,其技术成熟度已经可以满足电化学阻抗测试系统对于硬件的需求。本项目将从打印器件结构优化、阻抗测试电路设计、外围匹配电路设计和免疫功能验证等方面展开研究,为便携式、快速免疫检测技术提供一条解决途径。

结项摘要

本项目提出了一种发展新型薄膜电极器件的电化学阻抗免疫传感器的新思路。主要依托团队前期在薄膜半导体器件领域的研发基础,以先进薄膜半导体器件为核心功能模块,进行信号放大电路的设计及集成,并将其应用于电化学阻抗免疫传感器芯片中。本项目以喷墨打印有机薄膜晶体管为核心器件,进行了阻抗信号放大器的设计及功能表征、系统集成,证明了基于薄膜电子器件的放大器在电化学免疫传感器信号检测端应用的可能性。同时,在电化学传感器的核心--金属电极制备上,在本项目的支撑下,团队开发了一种基于激光直写的快速电极制备的技术手段,并实现了对于免疫球蛋白的高灵敏检测(检测限低至10 ng/ml)。此外,我们同时探索了阵列式阻抗传感器在其他应用中的前景,证明了其可以作为一种有效的手段对数字微流控芯片中的微滴样本进行识别;同时尝试了阵列式电化学阻抗芯片在除免疫外的不同生物检测领域(分子检测、细胞检测等)的应用探索;并最终以综述的形式,对此领域的工作进行了总结及展望,也为本团队后续的科研探索指明了方向。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A floating top-electrode electrowetting-on-dielectric system.
浮动顶电极电介质电润湿系统
  • DOI:
    10.1039/c9ra09491a
  • 发表时间:
    2020-01-29
  • 期刊:
    RSC advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Cigarette smoke-induced malignant transformation via STAT3 signalling in pulmonary epithelial cells in a lung-on-a-chip model
在肺芯片模型中,香烟烟雾通过 STAT3 信号传导诱导肺上皮细胞恶性转化
  • DOI:
    10.1007/s42242-020-00092-6
  • 发表时间:
    2020-08-17
  • 期刊:
    BIO-DESIGN AND MANUFACTURING
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Hou,Wei;Hu,Siyi;Ma,Hanbin
  • 通讯作者:
    Ma,Hanbin
Disposable impedance-based immunosensor array with direct-laser writing platform
具有直接激光写入平台的一次性基于阻抗的免疫传感器阵列
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2019.03.053
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Analytica Chimica Acta
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Jin Kai;Hu Siyi;Su Yang;Yang Chao;Li Jinhua;Ma Hanbin
  • 通讯作者:
    Ma Hanbin
Cigarette Smoke Induced Lung Barrier Dysfunction, EMT, and Tissue Remodeling: A Possible Link between COPD and Lung Cancer
香烟烟雾引起的肺屏障功能障碍、EMT 和组织重塑:慢性阻塞性肺病与肺癌之间的可能联系
  • DOI:
    10.1155/2019/2025636
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    BIOMED RESEARCH INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hou, Wei;Hu, Siyi;Zhang, Jie
  • 通讯作者:
    Zhang, Jie
An Impedance Sensing Platform for Monitoring Heterogeneous Connectivity and Diagnostics in Lab-on-a-Chip Systems
用于监测片上实验室系统中的异构连接和诊断的阻抗传感平台
  • DOI:
    10.1021/acsomega.9b04048
  • 发表时间:
    2020-03-17
  • 期刊:
    ACS OMEGA
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Zhang, Chunjie;Su, Yang;Ma, Hanbin
  • 通讯作者:
    Ma, Hanbin

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其他文献

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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