二肽自组装功能化纳米仿生界面的构建及其生物传感应用研究

纳米电化学生物传感器在癌症早期诊断、生物医学基础研究、食品安全等领域扮演越来越重要的角色，也是传感器微型化的主要研究方向之一。但目前广泛使用的纳米材料如金纳米粒子、碳纳米管等，在未来生物传感器应用中仍然面临着许多问题和挑战，如纳米材料的安全性问题等。本项目提出利用简单的二肽生物分子，可控自组装形成多种稳定纳米结构的特点，将这种生物相容性好、安全性高、花费合理、易于功能化、制备过程简单的生物纳米材料应用到电化学生物传感器领域中，联合功能分子，构建功能化纳米仿生界面，发展新型纳米电化学生物传感器。这一研究对于开发新型仿生识别传感体系，简化纳米生物传感器的制备程序，以及解决传统纳米材料为基础生物传感器的安全性等方面都具有重要的意义。本研究也对从生物分子为基础"从下而上"制备生物传感微器件研究具有重要的参考价值。

纳米电化学生物传感器在癌症早期诊断、生物医学基础研究、食品安全等领域扮演越来越重要的角色，也是传感器微型化的主要研究方向之一。但目前广泛使用的纳米材料如金纳米粒子、碳纳米管等，在未来生物传感器应用中仍然面临着许多问题和挑战，如纳米材料的安全性问题等。本项目利用简单的二肽生物分子，可控自组装形成多种稳定纳米结构的特点，将这种生物相容性好、安全性高、花费合理、易于功能化、制备过程简单的生物纳米材料应用到电化学生物传感器领域中，联合功能分子如石墨烯纳米片、金纳米粒子等，构建系列功能化纳米仿生界面，探索了二肽自组装纳米材料及其复合材料的结构、组成及形貌对传感性能的影响，在此基础上制备了多种性能优秀的电化学生物传感器。通过引入壳聚糖或发展水凝胶型二肽自组装纳米仿生界面，研究了肿瘤细胞在此界面的吸附行为，在此基础上发展了电化学阻抗型细胞传感器和原位电化学监测型传感器。此外，基于二肽自组装纳米结构是由生物量子点组装而成这一特性，首次观察到了阳离子二肽纳米囊泡的阴极电致化学发光行为和二肽组装纳米管阳极电致化学发光行为。这些研究对于开发新型仿生识别传感体系，简化纳米生物传感器的制备程序，以及解决传统纳米材料为基础生物传感器的安全性等方面都具有重要的意义。本研究也对从生物分子为基础"从下而上"制备生物传感微器件研究具有重要的参考价值。