三维可调控多孔超薄柔性SERS基底的构筑及果蔬表面农残POCT原位检测应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61903235
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    梁秀
  • 依托单位：
    山东省科学院
  • 学科分类：
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In view of the application demand of point-of-care testing(POCT) in-situ nondestructive detection for the complex system of agricultural residues on the surface of fruits and vegetables, few studies of SERS substrates based on flexible multiple composite array structure have been reported currently, and its 3D multiple "hot spot" coupling regulation scheme, interface optical behavior and enhancement mechanism are still not clear, which need to be further explored. Consequently, this project proposed templating synthesis method is used to construct a 3D porous adjustable of plasma array as primary structure, which combined with chemical self-assembly, chemical etching et.al technologies to realize porous periodic array with graphene coating as core-shell composite structure and flexible polymer support as structure functional modification design, building a porous plasma flexible SERS thin-film substrate. We hope to realize controllable synthesis with precision control of morphology and size, and research the structure-activity relationship between hierarchical structure component, morphology, size properties and SERS activities systematically to achieve its 3D multiple "hot spot" coupling regulation and structure optimization. Combining with theoretical simulation, the multi-effect enhancement mechanism is hoped to be revealed. Finally, "joint type" detection method was adopted to realize in-situ nondestructive POCT application analysis of pesticide residues on the bend surface of fruits and vegetables. This project provides new technical methods and research ideas for the application of new flexible functional devices in the fields of photoelectricity, energy storage, sensing and wearable devices.
针对果蔬表面农残复杂体系即时快检(POCT)无损检测的应用需求，目前柔性多级复合阵列结构的表面增强拉曼散射(SERS)基底的3D多级“热点”耦合调控方案、界面壳层结构设计、增强机制研究尚少报道；基于此研究现状，本课题拟采用模板法构筑3D可调控多孔等离子阵列初级结构，通过化学组装、刻蚀等制备技术构筑具有多孔等离子结构的超薄柔性SERS基底，实现可控合成与形貌、尺寸精准调控，系统研究多级结构组分、形貌结构、分布等与SERS增强之间的构效关系，实现其3D多级“热点”耦合调控及结构优化，并结合理论模拟，揭示基底的有效增强机制；采用“贴合式”检测方式实现其在具有不同弯曲界面的果蔬表面农残体系的原位无损POCT现场分析应用探索，为新型柔性功能器件在光电、储能、传感、可穿戴设备等领域研究提供新的技术方法和思路。

结项摘要

针对果蔬表面农残复杂体系即时快检（POCT）无损检测的应用需求，围绕可调控、高灵敏性、均匀性多功能3D多孔SERS 基底的开发这一研究目标，实现了以下研究目标：1. 开发了7种基于不同形貌纳米晶的PIC型结构及4种柔性3D多级复合多孔SERS等离子阵列基底，实现了结构可精确调控、稳定性好、超灵敏单分子传感且可现场原位痕量监测的多功能柔性多级复合SERS薄膜基底的制备；2. 基于优化调控3D HOP-CIC阵列首次提出了一种具有表面和空间维度上四个周期性的不同尺寸腔体(C1-C4)分布组成的高性能腔增强拉曼散射(CERS)平台，构建多种理论模型，采用FDTD理论计算与实验结合手段证实了多腔级联耦合增强机制。3. 将构筑的3D柔性多孔多级复合等离子阵列SERS基底构筑的SERS擦拭型、lab-on-glove、超痕量液滴原位传感器实现了不同粗糙度果蔬表面农残的高灵敏原位现场定量快速检测及lab-on-skin型可穿戴超痕量低浓度SERS汗液葡萄糖传感器及多功能环境监测、生物传感的多场景实际应用拓展。在本项目的支持下，共发表论文10篇（其中高被引1篇，SCI收录10篇，受邀发表相关主题综述论文2篇）影响因子总和90.197，共申请国内专利8项，已获授权专利5项，获山东省分析测试协会科学技术奖青年奖1次，受邀参加国内/国际学术会议并做口头报告3次，联合培养博士研究生1名，硕士研究生7名，引进相关领域专家2名，与香港城市大学开展国际合作并培养访问学者1名。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（7）
Surface-enhanced Raman scattering as a potential strategy for wearable flexible sensing and point-of-care testing non-invasive medical diagnosis.
表面增强拉曼散射作为可穿戴柔性传感和护理点测试非侵入性医疗诊断的潜在策略
  • DOI：
    10.3389/fchem.2022.1060322
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Frontiers in chemistry
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
  • 通讯作者：
MXene (Ti3C2Tx)-Ag nanocomplex as efficient and quantitative SERS biosensor platform by in-situ PDDA electrostatic self-assembly synthesis strategy
MXene (Ti3C2TX)-Ag 纳米复合物通过原位 PDDA 静电自组装合成策略作为高效定量 SERS 生物传感器平台
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2021.129581
  • 发表时间：
    2021-02-09
  • 期刊：
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Liu, Rongyang;Jiang, Li;Jin, Shangzhong
  • 通讯作者：
    Jin, Shangzhong
Carbon-based SERS biosensor: from substrate design to sensing and bioapplication
碳基 SERS 生物传感器：从基底设计到传感和生物应用
  • DOI：
    10.1038/s41427-020-00278-5
  • 发表时间：
    2021-01-22
  • 期刊：
    NPG ASIA MATERIALS
  • 影响因子：
    9.7
  • 作者：
    Liang, Xiu;Li, Ning;Kong, Biao
  • 通讯作者：
    Kong, Biao
Dual-functional ultrathin wearable 3D particle-in-cavity SF-AAO-Au SERS sensors for effective sweat glucose and lab-on-glove pesticide detection
双功能超薄可穿戴 3D 腔内粒子 SF-AAO-Au SERS 传感器，可有效检测汗液葡萄糖和实验室手套农药检测
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2022.131512
  • 发表时间：
    2022-02-12
  • 期刊：
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Wang, Dan;Xu, Guanchen;Liang, Xiu
  • 通讯作者：
    Liang, Xiu
Defect-Rich Monolayer MoS(2) as a Universally Enhanced Substrate for Surface-Enhanced Raman Scattering.
富含缺陷的单层 MoS2 作为表面增强拉曼散射的通用增强基底
  • DOI：
    10.3390/nano12060896
  • 发表时间：
    2022-03-08
  • 期刊：
    Nanomaterials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Sun S;Zheng J;Sun R;Wang D;Sun G;Zhang X;Gong H;Li Y;Gao M;Li D;Xu G;Liang X
  • 通讯作者：
    Liang X

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

高山草原绵羊放牧生态及消化代谢系列的研究III放牧绵羊食入牧草消化率动态及其限制性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    草业科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘金祥;胡自治;梁秀
  • 通讯作者：
    梁秀

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
关闭
close
客服二维码