獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2023年CAIA獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)：納米探針的功能設(shè)計(jì)、界面調(diào)控及生物測(cè)量應(yīng)用研究
完成單位：上海工程技術(shù)大學(xué)
完成人：魯娜，張敏，鄭靜，王金杰，史雪榮
成果簡(jiǎn)介：
隨著納米材料與納米技術(shù)的快速發(fā)展，納米生物測(cè)量技術(shù)發(fā)展為一類(lèi)面向腫瘤早期篩查和術(shù)后監(jiān)測(cè)、以及傳染病監(jiān)測(cè)和控制等生命健康的有力分析工具。如何實(shí)現(xiàn)納米探針功能設(shè)計(jì)和傳感表界面的修飾改性是調(diào)控并實(shí)現(xiàn)高性能納米生物傳感器的兩個(gè)核心科學(xué)問(wèn)題。該項(xiàng)目針對(duì)上述影響納米生物傳感性能的兩個(gè)關(guān)鍵方面，以“功能納米探針”和“界面調(diào)控”為核心：綜合運(yùn)用納米材料的獨(dú)特物理化學(xué)效應(yīng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有特定組成和結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米材料，闡明復(fù)合材料的組分、結(jié)構(gòu)、結(jié)晶等對(duì)其性能的影響規(guī)律；運(yùn)用DNA納米技術(shù)和與生物分子相互作用等手段，通過(guò)分子自組裝實(shí)現(xiàn)納米界面形態(tài)的精確構(gòu)筑和材料性能的可控調(diào)節(jié)；設(shè)計(jì)并制備一系列具有多元協(xié)同效應(yīng)的多功能納米標(biāo)記探針，發(fā)展針對(duì)核酸、蛋白質(zhì)標(biāo)志物、生物小分子等疾病標(biāo)志物的多種高靈敏、高特異性、快速、低成本的檢測(cè)平臺(tái)。相關(guān)成果在Chemical Engineering Journal、Biosensors & Bioelectronics、Sensors and Actuators B: Chemical、ACS Applied Materials & Interfaces 等權(quán)威期刊發(fā)表SCI論文20余篇，SCI他引近800次，單篇最高SCI他引150次，3篇入選ESI高被引論文，1篇連續(xù)兩年選為雜志“優(yōu)秀論文”。授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：
該項(xiàng)目針對(duì)影響納米生物傳感性能的兩個(gè)關(guān)鍵方面，以“功能納米探針”和“界面調(diào)控”為核心，取得了一系列原創(chuàng)性成果。創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值包括：1）針對(duì)納米酶催化效率與天然酶存在一定差距等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了綠色高效納米材料合成新路線，實(shí)現(xiàn)了不同組分、結(jié)構(gòu)的功能復(fù)合納米材料的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)納米尺度材料催化性質(zhì)的探討揭示了類(lèi)酶活性的催化機(jī)制以及結(jié)構(gòu)活性關(guān)系，進(jìn)而用于無(wú)標(biāo)記、快速、高敏感、高特異性、可視化生物傳感器的構(gòu)建，在未來(lái)的定點(diǎn)照護(hù)診斷和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中具有重要的應(yīng)用前景；2）如何精確調(diào)控自組裝界面上生物識(shí)別探針與界面的相互作用來(lái)提高生物傳感的性能是納米生物傳感器的關(guān)鍵問(wèn)題，該項(xiàng)目運(yùn)用DNA納米技術(shù)和與生物分子相互作用等手段，通過(guò)分子自組裝、物理吸附等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了納米界面形態(tài)的精確構(gòu)筑和材料性能的可控調(diào)節(jié)，并基于納米界面的活性調(diào)控用于DNA、水解酶、生物小分子等的檢測(cè)應(yīng)用；3）針對(duì)天然酶納米探針往往存在成本高、制備存儲(chǔ)困難、易受外界環(huán)境變性等不足，該項(xiàng)目基于無(wú)機(jī)類(lèi)過(guò)氧化物納米酶以及電子舌等傳感測(cè)略，構(gòu)建了用于多重蛋白質(zhì)標(biāo)志物超靈敏檢測(cè)的比色型和電化學(xué)生物傳感器，為癌癥早期檢測(cè)等提供了重要的技術(shù)支撐。
