生物功能化碳纳米管调控纳米间隙阵列电极信号转换的临床致病基因诊断技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21005055
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    聂华贵
  • 依托单位：
    温州大学
  • 学科分类：
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

致病基因的检测不仅为理解人类疾病发病机理的分子机制提供好的途径，同时也为疾病早期诊断与治疗提供了理论依据。针对当前临床致病基因检测中存在的致病基因含量低、操作费时、费用昂贵、且无法同时进行多个样品的检测等问题，本项目拟应用光刻蚀技术和电子束曝光技术制备不同间隙大小和不同排列方式的纳米间隙阵列电极，利用生物功能化的碳纳米管作为分子导线来调控纳米间隙阵列电极信号转换，从而对多种临床致病基因进行高通量、快速灵敏的检测，为发展灵敏度高、操作简便、成本低的新型电学生物传感技术和对临床致病基因筛选的新方法提供基础。

结项摘要

本项目利用生物功能化碳纳米管作为分子导线调控电学信号转换检测临床致病基因片段的可能性进行了前期的探索工作，还利用生物功能化碳纳米管和无标记自催化生长纳米金（AuNPs）分别作为电化学标记物、导电桥梁实现了特定DNA片段的灵敏检测。此外，鉴于碳纳米管、石墨烯及其复合材料良好的导电性和电催化性能，本项目拓展了该类材料在电催化葡萄糖和氧还原中的应用研究。主要工作如下：（1）利用DNA修饰的碳纳米管作为分子导线来调控阵列电极电学信号转换，初步实现了对乙肝病毒相关序列的灵敏检测，由于碳纳米管具有较大的长径比和良好的导电性，避免了当前电学生物传感器中需要进一步借助信号放大技术才能实现目标物检测的问题，使其在临床致病基因片段检测方面具有十分广阔的应用前景。（2）鉴于以上间隙阵列电极的高灵敏性和高通量特点，本课题组发展了一种基于无标记自催化生长纳米金（AuNPs）作为导电桥梁调控电学信号转换的特定DNA片段检测新方法。该方案不需要对AuNPs进行任何修饰，因此避免了当前电学生物传感器中复杂的AuNPs预修饰过程，使其在临床致病基因检测方面具有潜在的应用前景，相关研究内容已经发表在Analytical Chemistry。（3）将DNA修饰碳纳米管作为电化学标记物和分子信标结合起来实现了对乙肝病毒相关序列的电化学检测。这种新型的电化学标记物组装到绝缘膜修饰的电极表面后能调控溶液中多个电活性物质的电化学反应，因此使得该方法具有较高的灵敏度，相关研究内容已经发表在Small。（4）采用喷雾热解法可控制备了碳纳米管阵列，将其作为分散剂和支撑剂用于镍纳米颗粒和梭子状氧化亚铜的固定和分散，实现了对人血清样品中葡萄糖的电催化测定，相关研究内容已经发表在Biosensors and Bioelectronics、Sensors and Actuators B: Chemistry。（5）合成了其他新型碳材料，如碘、硫、硒掺杂石墨烯、氮掺杂碳球、碳纳米管/氧化锰等复合材料，都已被证明在燃料电池电催化氧还原中展现了较好的应用前景，相应研究内容已经发表在Advanced Materials、ACS Nano、Chemical Communications等杂志。经过课题组三年的努力，相关研究已发表SCI论文共13篇，其中IF>5的论文有8篇。

项目成果

期刊论文数量（10）
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 Facile and General Approach for the Direct Fabrication of Three-dimensional, Vertically Aligned Carbon Nanotube Array/Transition Metal (Mn, Zn, Ni, Fe, Ti) Oxide Composites as Non-Pt Catalysts for Oxygen Reduction Reactions
直接制备三维垂直排列碳纳米管阵列/过渡金属（Mn、Zn、Ni、Fe、Ti）氧化物复合材料作为氧还原反应非 Pt 催化剂的简便通用方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Advanced Materials
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Yang Zhi;Zhou xuemei;Jin zhiping;Liu zheng;Nie huagui;Chen xian;Huang shaoming
  • 通讯作者：
    Huang shaoming
Metal-free selenium doped carbon nanotube/graphene networks as a synergistically improved cathode catalyst for oxygen reduction reaction
无金属硒掺杂碳纳米管/石墨烯网络作为协同改进的氧还原反应阴极催化剂
  • DOI：
    10.1039/c2nr31858j
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Jin, Zhiping;Nie, Huagui;Huang, Shaoming
  • 通讯作者：
    Huang, Shaoming
Sulfur-Doped Graphene as an Efficient Metal-free Cathode Catalyst for Oxygen Reduction
掺硫石墨烯作为一种高效的无金属阴极催化剂用于氧还原
  • DOI：
    10.1021/nn203393d
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    ACS NANO
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Yang, Zhi;Yao, Zhen;Huang, Shaoming
  • 通讯作者：
    Huang, Shaoming
INVESTIGATION OF HOMOLOGOUS SERIES AS PRECURSORY HYDROCARBONS FOR ALIGNED CARBON NANOTUBE FORMATION BY THE SPRAY PYROLYSIS METHOD
喷雾热解法研究同系碳氢化合物制备定向碳纳米管
  • DOI：
    10.1142/s1793292011002536
  • 发表时间：
    2011-11
  • 期刊：
    Nano
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Yang, Zhi;Nie, Huagui;Zhou, Xuemei;Yao, Zhen;Huang, Shaoming;Chen, Xiaohua
  • 通讯作者：
    Chen, Xiaohua
Facile synthesis of nanospindle-like Cu2O/straight multi-walled carbon nanotube hybrid nanostructures and their application in enzyme-free glucose sensing
纳米纺锤状Cu2O/直多壁碳纳米管杂化纳米结构的简便合成及其在无酶葡萄糖传感中的应用
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2011.12.012
  • 发表时间：
    2012-06-20
  • 期刊：
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Zhou, Xuemei;Nie, Huagui;Huang, Shaoming
  • 通讯作者：
    Huang, Shaoming

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其他文献

A Lightweight TiO2/GrapheneInterlayer, Applied as a Highly Effiective Polysulfide Absorbent for Fase,Long-Life Lithium-Sulfur Batteries
轻质 TiO2/石墨烯中间层，用作快速、长寿命锂硫电池的高效多硫化物吸收剂
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Advanced Materials
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    肖助兵;杨植;王璐;聂华贵;钟美娥;来倩倩;徐向菊;张礼杰;黄少铭
  • 通讯作者：
    黄少铭

其他文献

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聂华贵的其他基金

仿生设计开发高效聚硫离子转化剂应用于锂硫电池研究
  • 批准号：
    21875166
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    65.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
基于功能化Fe3O4@C核壳型纳米材料调控信号转换的真菌毒素均相电学微阵列适体传感技术研究
  • 批准号：
    21475096
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    85.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

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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