基于纳米多孔膜界面的电化学发光测量与成像

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21874117
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Electrochemiluminescence (also called as electrogenerated chemiluminescence, ECL) refers to chemical luminescence generated by electrochemistry, which has apparent advantages in terms of low background interference, high signal-to-noise ratio, good spatiotemporal resolution, high sensitivity and so on. One of key scientific and technical issues is to design the microstructure of electrode surface to control the electron transfer and/or mass transport of electroluminophore, co-reactant and target molecule, thus increasing the selectivity, sensitivity, anti-fouling/anti-interference capacity and spatiotemporal resolution. This project aims at preparing silica nanochannel membrane (SNM) consisting of highly ordered and vertically oriented channels in both electrode-supported and free-standing formats, with which various microstructured electrode surfaces will be fabricated. The main objective is to develop precise ECL analysis and imaging method and technique with high selectivity, sensitivity, anti-fouling/anti-interference capacity and high spatiotemporal resolution. Thanks to uniform nanochannels with precise selectivity at the molecular level, the electrodes are expected to accomplish the analysis of dopamine in complex samples. Based on the one-dimensional confinement effect on the mass transport of electroluminophore, co-reactant and target molecule inside vertical nanochannels, the anti-fouling/anti-interference ability, sensitivity and spatiotemporal resolution at the micro-scale are expected to be highly improved. The ultimate goal is to measure and image dopamine released by PC-12 cell, thus understanding the spatial distribution of release sites on the cell.
电化学发光(或电致化学发光,简称ECL)是电化学和化学发光相结合的一种分析方法,具有背景低、信噪比高、优良的时空可控性和高灵敏度等优势。构建电极表面微观结构,调控ECL探针、共反应剂及待测分子在微观界面的传荷和传质过程,从而提高电极表界面的选择性、抗污染/抗干扰能力和ECL分析的灵敏度和时空分辨性能是ECL研究领域的重要科学问题之一。本项目拟以孔道高度有序分布且垂直于表面的二氧化硅薄膜(SNM)为基础,构建不同电极微观结构,发展高选择性、抗污染/抗干扰、高灵敏和高时空分辨的精准ECL测量和成像方法、技术;利用SNM纳米孔道的分子选择性,实现复杂样品中多巴胺的ECL测量;基于SNM纳米孔道对ECL探针、共反应剂和待测分子的空间限域效应,提高微体系中ECL测量和成像的抗污染能力、灵敏度和空间分辨能力;开展大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞胞吐释出多巴胺的ECL测量与成像。

结项摘要

电化学发光(简称ECL)是电化学反应触发的发光现象,具有背景低、灵敏度高等优势。提高电极界面的选择性、抗污染/抗干扰能力、分析灵敏度和时空分辨率是ECL分析研究领域的重要科学问题之一。本项目以有序多孔膜修饰电极表面,调控探针、共反应剂及待测分子在微观界面的传荷和传质过程,实现了复杂体系中的电化学和ECL分析、细胞及细胞外泄物的ECL成像分析,主要成果包括:(1)发展了ECL显微成像以及ECL自干涉光谱技术,突破了ECL纵向空间分辨测量的技术局限,实现了发光分子定位识别,解析了ECL的表面限域和空间延展机制;(2)以高度有序的二氧化硅纳米孔薄膜修饰电极表面,发展了高选择性、抗污染/抗干扰的电化学分析方法,建立了高灵敏和高时空分辨ECL测量和成像方法,并解析了界面传质和传荷反应机制;(3)通过电极表面ECL信号的空间选择性调控,实现了细胞-基质黏着蛋白和细胞-细胞间链接蛋白的顺次成像分析,揭示了化学微环境在调控细胞黏附行为中的重要作用以及细胞集体迁移的动态机制,实现了大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞胞吐释出多巴胺的固态ECL测量与成像。项目执行期内共发表论文31篇,包括4篇Angew. Chem., 2篇JACS和5篇Anal. Chem., 获得授权中国发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Confined Electrochemiluminescence Generation at Ultra-High-Density Gold Microwell Electrodes.
超高密度金微孔电极产生受限电化学发光
  • DOI:
    10.3389/fchem.2020.630246
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in chemistry
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Ding J;Zhou P;Guo W;Su B
  • 通讯作者:
    Su B
Electrochemiluminescence Self-Interference Spectroscopy with Vertical Nanoscale Resolution
具有垂直纳米级分辨率的电化学发光自干涉光谱
  • DOI:
    10.1021/jacs.9b12833
  • 发表时间:
    2020-01-22
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Wang, Yafeng;Guo, Weiliang;Su, Bin
  • 通讯作者:
    Su, Bin
Enhanced electrochemiluminescence at silica nanochannel membrane studied by scanning electrochemical microscopy
通过扫描电化学显微镜研究二氧化硅纳米通道膜的增强电化学发光
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2021.115943
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Zhou Ping;Su Bin
  • 通讯作者:
    Su Bin
电化学发光显微成像:从机理解析到生化分析
  • DOI:
    10.19756/j.issn.0253-3820.211123
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    分析化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁鹭榕;傅文轩;丁昊;周萍;郭维亮;苏彬
  • 通讯作者:
    苏彬
氧化铱纳米颗粒修饰碳纤维电极用于水果中pH在线检测
  • DOI:
    10.1360/ssc-2020-0197
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国科学. 化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李心如;周璘;苏彬
  • 通讯作者:
    苏彬

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其他文献

4D打印——智能构件的增材制造技术
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    温银堂
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    苏彬
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁昊;晏菲;郑雯静;郭维亮;苏彬
  • 通讯作者:
    苏彬
多元可燃气体对CH4爆炸及其自由基发射光谱影响试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    罗振敏;王子瑾;苏彬;李逵;石静
  • 通讯作者:
    石静
武警官兵高温高湿环境下执行抗洪救灾任务发病规律分析
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    10.14010/j.cnki.wjyx.2017.07.004
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    2017
  • 期刊:
    武警医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘红梅;苏彬;武周炜;李国强;张永忠;向宇;石娜;樊毫军;韩慧娟;侯世科
  • 通讯作者:
    侯世科

其他文献

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苏彬的其他基金

量子点高效电化学发光与核酸分析
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    2020
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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]
      
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