稀土掺杂量子点的电致化学发光研究及细胞传感应用

Cell sensors which made up of rare earth doped quantum dots with high electrogenerated chemiluminescence (ECL) are very important to life analysis and clinical diagnosis. This project focuses on the ECL properties of rare earth doped quantum dots and its applications in the field of cell sensor. We firstly prepare rare earth doped quantum dots with monodisperse and uniform size, and study their ECL properties. The nano-biotic interface between rare earth doped quantum dots and active small molecules of cell will be further fabricated via different assembly routes. We study the mechanism of active small molecules of cell and rare earth doped quantum dots by ECL technology and construct a novel, high-sensitive and high-selective cell sensors. The research will discuss the electricity-light conversion, and electronic transfer among electrode, rare earth doped quantum dots and cell, and explain the mechanism of electrogenerated chemiluminescence. This project will provide new material, new technology, and new route in life analysis and clinical diagnosis.

合成具有高电致化学发光性能的稀土掺杂量子点，并将这些量子点用于细胞检测能够推进生命分析检测技术的发展，在生命分析、医学诊断等领域有着广泛地应用前景。本课题在合成粒径均一和大小可控的稀土掺杂量子点的基础上，对其组成和结构进行表征，研究它们的电致化学发光性能；对所合成的稀土掺杂量子点进行功能化修饰，构建仿生纳米界面；利用电致化学发光检测技术研究细胞内活性小分子与纳米材料的作用机制，发展新型的具有高灵敏度和高选择性的细胞传感器。研究电极、纳米材料和活性小分子之间的电子传递、光电转换机制等特性，探讨电致化学发光机理。为生物分析、临床诊断等领域提供新材料、新技术和新方法。

电致化学发光传感器因其灵敏度高、选择性好、可控性好、背景信号低而广泛应用于环境监测、疾病诊断与治疗、食品分析等领域。本课题在合成粒径均一和大小可控的稀土掺杂量子点的基础上，对其组成和结构进行表征，研究它们的电致化学发光性能；对所合成的稀土掺杂量子点进行功能化修饰，构建仿生纳米界面；利用电致化学发光检测技术研究细胞内活性小分子与纳米材料的作用机制，发展新型的具有高灵敏度和高选择性的生物传感器。研究成果在Analytical Chemistry, Biosensors and Bioelectronics，Sensors and Actuators B: Chemical,和Journal of Materials Chemistry B等杂志上发表，拓展了功能纳米材料在生命科学领域中的应用。本项目共发表和接收发表与本基金相关的论文25篇，其中影响因子3.0 以上的论文19篇。