基于碳纳米管/金/二氧化钛修饰电极的无酶型免疫传感体系及电化学机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61301045
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    李红姬
  • 依托单位：
    天津理工大学
  • 学科分类：
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Cancer is the enemy of human health. Although the cancer can be treated through chemotherapy, surgery or radiotherapy methods, but it still be likely to recur. Early cancer detection and prevention can through detecting cancer markers, it has great meaning of life for humans.Carbon nanotubes (CNT) have unique electrical catalytic properties and biological molecular absorption properties can improve the sensitivity and stability of biological detection. This project research the carcinoembryonic antigen (CEA) immunosensor based on CNT/Au/TiO2 nanocomposites. The CNT/Au/TiO2 nanocomposites of the immunosensing interface can be optimized by experiments. Achieving to rapid and sensitive detection of nonenzymatic amperometric immunosensor, we study the mechanism of synergy, resolve the nonenzymatic amplified signal to address, enhance the fixed amount of protein.Construction and optimize the CEA detection system, and further establish the CEA model and database.
癌症，是人类健康的大敌。癌症虽然可以通过化疗、手术或放疗等方法进行治疗，但是仍然有可能复发。通过检测癌症标志物，实现早期癌症的检测和预防，对于人类来说具有重大生命意义。碳纳米管具有独特的电催化性能及生物分子吸收特性，可以提高生物检测的灵敏度和稳定性。本项目研究基于CNTs/Au/ TiO2纳米复合结构的癌胚抗原免疫传感器，通过实验优化设计CNTs/Au/ TiO2纳米复合结构免疫传感界面，研究它们的协同作用机理，解决无酶而放大信号的问题，解决增加蛋白质吸附量的问题；通过构造及优化癌胚抗原（CEA）检测系统，实现无酶CEA电流型免疫传感器快速、灵敏检测，并建立CEA检测模型及数据库。

结项摘要

电化学传感器的关键指标包括线性范围、灵敏度、检测限及稳定性，这些与敏感膜的形态与组成、敏感膜的修饰工艺及基础电极的电化学性能有关。为此，本项目的实施过程中研究重点放在了新型纳米敏感材料的开发、新型基础电极的制备、敏感材料的修饰工艺研究、电催化响应机制的研究、构造癌胚抗原无酶型免疫传感体系。.首先，我们制备了一系列具有特殊结构和电催化性能的纳米材料，并以碳纳米管、石墨烯等作为载体及成份，采用光催化、水热合成、电催化等方法，通过设计结构和成分比例获得了多种具有高电催化性能、生物相容性及稳定性的纳米结构复合材料。.其次，自制了掺硼金刚石电极和新型碳电极，用掺硼金刚石、玻碳电极、金电极、碳电极、钽电极等作为基础电极构造了电化学传感器，并分析了电化学性能上的优缺点。.再次，通过滴涂、浸涂、层层组装、电沉积、电聚合包络、电化学盖印、化学气相沉积等手段制备了多种电催化及传感界面，包括：碳纳米管/金/二氧化钛、碳纳米管/镍/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、碳纳米管/氧化锰、碳纳米管/聚苯胺、金/二氧化钛、石墨烯/氧化镁、石墨烯/镍、纳米金刚石/镍、石墨烯/氧化锌、石墨烯/碳化钛等，并研究它们的电化学响应机制，在电化学传感、电催化及能源存储领域成功地实现了这类材料的应用。.尤其，本项目以碳纳米管/金/二氧化钛、碳纳米管/镍/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)为敏感层，玻碳电极、掺硼金刚石电极等作为基础电极，铁氰化钾/亚铁氰化钾混合物为探针，肿瘤标志物“癌胚抗原（CEA）”为分析对象，构造了无酶型免疫传感体系，实现了对血清样品的检测，这对实现早期癌症的检测和预防具有重要意义。.本项目执行期间围绕以上研究内容共发表SCI论文23篇，其中SCI一区11篇，SCI二区10篇，申报了9项发明专利。

项目成果

期刊论文数量（23）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Fabrication of graphene/titanium carbide nanorod arrays for chemical sensor application
用于化学传感器应用的石墨烯/碳化钛纳米棒阵列的制造
  • DOI：
    10.1016/j.msec.2016.11.089
  • 发表时间：
    2017-03-01
  • 期刊：
    MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS
  • 影响因子：
    7.9
  • 作者：
    Fu, Chong;Li, Mingji;Yang, Baohe
  • 通讯作者：
    Yang, Baohe
Synthesis and characterization of MgO nanocrystals for biosensing applications
用于生物传感应用的 MgO 纳米晶体的合成和表征
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2015.01.294
  • 发表时间：
    2015-05-25
  • 期刊：
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Li, Hongji;Li, Mingji;Yang, Baohe
  • 通讯作者：
    Yang, Baohe
Fabrication of polyaniline nanowire/TiO2 nanotube array electrode for supercapacitors
超级电容器用聚苯胺纳米线/TiO2纳米管阵列电极的制备
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2015.05.025
  • 发表时间：
    2015-07-01
  • 期刊：
    ENERGY
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Shao, Zhou;Li, Hongji;Yang, Baohe
  • 通讯作者：
    Yang, Baohe
Fabrication of porous boron-doped diamond electrodes by catalytic etching under hydrogen-argon plasma
氢-氩等离子体催化刻蚀制备多孔掺硼金刚石电极
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2015.11.028
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Chao Shi;Cuiping Li;Mingji Li;Hongji Li;Wei Dai;Yongheng Wu;Baohe Yang
  • 通讯作者：
    Baohe Yang
Electrochemical bio sensor based on one-dimensional MgO nanostructures for the simultaneous determination of ascorbic acid, dopamine, and uric acid
基于一维氧化镁纳米结构的电化学生物传感器，用于同时测定抗坏血酸、多巴胺和尿酸
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2014.08.022
  • 发表时间：
    2014-12-01
  • 期刊：
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Li, Mingji;Guo, Wenlong;Yang, Baohe
  • 通讯作者：
    Yang, Baohe

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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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