金属纳米结构@二硫化钼复合材料可控制备及其在生物分析中的应用

The new two-dimensional layered nanomaterial - molybdenum disulfide (MoS2) is widely used in many fields due to its unique "sandwich sandwich" layered structure, such as catalysis, energy storage, composite materials, lubricats,etc. Taking the advantage of large specific surface area and easily functionalization of metal nanostructures, the project intends to prepare metal nanostructures functionalized MoS2 nanocomposites in control and study the synthesis mechanism in depth. The project uses major diseases analysis as a starting point to construct MoS2-based electrochemical biosensors, combined with advantages of electrochemical analysis technology, such as rapid, high sensitivity, low cost and unique properties of nanocomposites. The MoS2-based electrochemical biosensors are employed to detect DNA / microRNA, protein and tumor cells with highly sensitivity and selectivity by electrochemical impedance method and square wave voltammetry. Moreover, the MoS2-based electrochemical biosensors are designed to simultaneous detect a variety of tumor markers, which improve the accuracy of early detections for major diseases. The project intends to provide experimental data and experimental methods for clinical applications.

新型二维层状纳米材料--二硫化钼以其独特的"三明治夹心"层状结构在催化、能量存储、复合材料和润滑剂等众多领域的广泛应用，备受科研人员的青睐。本项目拟利用二硫化钼比表面积大、表面易功能化等特点，可控制备金属纳米结构功能化二硫化钼复合纳米材料，并深入研究其合成机理及其结构与电化学性质之间的关系。从重大疾病的的检测分析需求出发，以二硫化钼纳米复合材料优异的传电子能力为基础，结合电化学分析技术快速、高灵敏、低成本的特点，构建纳米电化学生物传感器及相应的纳米生物探针，利用电化学阻抗、方波伏安法等电化学检测手段，通过纳米放大作用，实现对肿瘤标志物DNA/microRNA、蛋白质和肿瘤细胞的超高灵敏、特异性检测。在此基础上，实现对多种肿瘤标志物的同时检测，提高重大疾病早期检测的准确性，为临床应用提供实验数据和实验方法。

纳米生物传感器具有灵敏度高、稳定性好等特点，已广泛用于生物分子的分析检测。本项目将二硫化钼比表面积大、易于功能化与贵金属纳米颗粒优越的物理、化学特性相结合，利用微波辅助合成方法，制备贵金属纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料。可控制备了纳米金、纳米银和金铂合金纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料；研究了这些纳米复合材料在催化、生化分析和抗菌等领域的应用潜力。结合电化学、荧光和光电分析方法，构筑了基于上述纳米复合材料的生物传感器，实现了对癌胚抗原、microRNA和半胱天冬酶-3等生物分子的高灵敏、特异性检测。本项目提出了贵金属纳米颗粒功能化二硫化钼纳米复合材料的可控制备方法，揭示了二硫化钼纳米复合材料在提升传感分析、抗菌等性能的作用机制。本项目的部分研究成果，已陆续在Small, ACS Applied Materials & Interfaces、Nanoscale、Journal of Chemistry Materials B、Science China Chemistry等国际SCI期刊上发表相关学术论文15篇，其中他引超过50次的2篇。申请相关发明专利5件，其中授权1件。