基于石墨烯组装纳米结构的电化学发光免疫传感技术的研究

石墨烯优异的光、电性能以及其结构、性质的可塑性使得它在发展纳米结构生物传感器件方面具有广阔的应用前景。本项目以制备功能化的石墨烯为基础，构建纳米生物界面，发展新型石墨烯及其复合纳米材料，研究石墨烯纳米结构界面上生物分子固定化方法，结合电化学发光技术和免疫技术，研究石墨烯纳米结构生物界面上的生物相容性、生物分子构象变化和抗原-抗体分子识别与电化学发光信号的转换，发展基于石墨烯纳米结构的新型电化学发光免疫传感技术；通过纳米材料信号放大技术和酶催化技术多级信号放大，实现对抗原样品的高灵敏高特异性检测，发展超灵敏生物分析新技术，对制备高灵敏度、强特异性、高稳定性生物传感器件提供理论指导和技术帮助。为临床疾病早期诊断、预防和治疗提供快速、高灵敏和特异性的检测提供新技术平台。

在该基金的资助下，我们在石墨烯生物复合界面的构筑，界面上的生物分子相互作用和光电信号转换行为、生物纳米探针信号放大技术高灵敏电化学及电化学发光免疫传感器方面取得了如下成果：1. 基于化学还原石墨烯构筑了系列具有优异光电化学性能和生物相容性电极界面，并通过层层组装、-相互作用等技术制备了树枝状化学物PAMAM, DNA和对苯撑乙炔组装修饰的石墨烯复合纳米材料，构筑了系列具有三维纳米结构和多位点识别功能的石墨烯复合生物界面，显著提高了电极界面的电子转移和生物识别效率。发现了鲁米诺在石墨烯化学修饰电极上的超正阴极电化学发光，揭示了其发光机理；探索了生物分子在石墨烯界面上进行的高效的、有选择的电子转移过程的奥妙，揭示生物分子间相互作用、构象关系和电子传递的规律2. 利用纳米金催化信号放大、酶催化和核酸组装信号放大技术，制备了系列高灵敏电化学及电化学发光信号探针，发展了多种信号放大策略，为新型高灵敏电化学生物传感器的提供了新方法。在此基础上，我们构建了具有高灵敏度和选择性的电化学发光免疫传感器，并成功用于血清样品中抗原的检测。学术成果显著，发表标注基金资助SCI论文11篇，其中IF>5的论文9篇，包括在Anal. Chem.(4篇), Adv. Funct. Mater.(1篇)，ACS Nano (1篇), , Biosensors Bioelectron.(1篇)和Nanoscale (1篇)等国际学术刊物。获高等学校自然科学一等奖（2012年，排名第二）一项。