基于核酸探针的纸上电化学生物传感新方法及其在生物分析中的应用研究

The current project is proposed to develop nucleic acid probe-based electrochemical biosensors on paper and to apply them in bioanalytical field. According to the requirements of point-of-care health detection, we attempt to design paper-based electrochemical biosensing strategies for the separation, enrichment, and ease-of-use determination of target biomolecules in complex samples, such as DNA, RNA, protein, and enzymes. The highly selective and sensitive detection platform toward biomolecules will be achieved by combining the smart construction of paper device with the rational design of nucleic acid-based target recognition and signal amplification. Taking advantages of electrochemical method, which is rapid response and compatibility with micro-manufacturing technology, electrochemical test papers suitable for point-of-care detection will be developed for “stupid” health monitoring and early diagnosis of diseases. Therefore, this project will advance the development of paper-based electrochemical biosensors, which is of great scientific importance and innovative research results are expected.

本项目拟开展基于核酸探针的纸上电化学生物传感新方法及其在生物分析中的应用研究。立足于现场实时的健康检查和疾病诊断的需求，针对DNA、RNA、蛋白质、酶等目标生物分子，在纸芯片上发展基于核酸探针的电化学生物传感新方法，将核酸探针的目标识别和信号放大等策略与纸芯片的设计灵活性相结合，实现复杂生物样品中目标物的分离富集和便捷检测，构筑高灵敏、高选择性、简单易用的生物分子检测平台，发挥电化学信号响应速度快、易于连接其他小型电子读出设备等优点，研制适合现场快速实时检测的电化学检测试纸，力争实现“傻瓜式”的健康检查和疾病的早期诊断。因此，本项目的研究有助于促进电化学纸上传感领域的发展，具有重要的科学意义和研究价值，有望获得具有一定特色的创新性研究成果。

发展简单、灵敏、用户友好的特异性生物标志物、农药残留的便携式传感新技术，对于重大疾病的早期诊断、食品安全监控具有十分重要的研究意义。本项目主要开展了基于核酸的纸基便携式生物传感器件的制备、生物传感新方法的构建及其应用研究。将核酸的目标识别、信号转换和放大技术与纸芯片、激光打印技术有机融合，设计构建了多种基于核酸的纸基便携式生物传感器，实现了microRNA、外泌体、癌胚抗原（CEA）、DNA甲基转移酶活性、有机磷农药等多种物质的高灵敏、高选择性现场即时检测。此外，制备了一系列纳米材料，用于提高传感器的性能，并进一步探索了其在分析检测、能量储存等领域的应用。. 在国家自然科学基金的资助下，已发表研究论文20篇，其中影响因子大于6.0的SCI一区论文13篇。授权国家发明专利3项。荣获山东省自然科学二等奖等4项科研奖励。