新型双极电极耦合电致化学发光可视化研究与生物传感应用

基本信息
批准号:21605055
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:张加栋
学科分类:
依托单位:淮阴工学院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李彦兴,云山,曹曼倩,黄秋月
关键词:
双极电极电致化学发光生物传感可视化检测
结项摘要

Bipolar electrode integrated with electrochemiluminescence (BPE-ECL), which directly converts electrochemical signals into optical signals, is capable of realizing visualized and high-throughput detection for specific detecting target. Therefore, it has shown huge potential in the application of chemo/biosensing, synthesis and screening of materials, etc. But due to the luminous intensity of the common cathodic ECL is not strong enough for visualized detection and usually fixed driving voltage is employed to drive the redox reaction on the two BPE poles, currently the detection targets on the opposite BPE pole of the ECL signals, in general can only be the single one based on reduction reaction. This program is to develop novel closed-BPE-ECL visualized detection methods by constructing new-style of closed-BPE system, and from the mechanism to solve the difficulty of visualized detection for the targets based on oxidation reaction and simultaneous visualized detection for multi-targets. And then on this basis, to meet the demand of multi-components simultaneous detection in the field of biological and medical fields, a novel biosensing method based on the above closed-BPE-ECL visualized detection technology is trying to develop.

双极电极(BPE)耦合电致化学发光(ECL)能够将电化学信号直接转化为光信号,实现对待测目标可视化、高通量的检测,因而在化学与生物传感、材料合成与筛选等领域显示出巨大的应用潜力。但受制于常见的阴极ECL难以达到可视化检测的发光强度且检测时通常采用特定的驱动电压驱动BPE两极上的氧化还原反应,因而位于ECL信号相对极点上的检测对象一般只能是单个还原反应体系。本研究旨在通过构建新型封闭式BPE(closed-BPE)系统来开发新型的BPE-ECL可视化检测方法,通过机理研究和实验探索,解决目前该方法对氧化反应体系的可视化检测以及多目标的可视化同时检测存在的困难;并在此基础上,进一步构建基于新型closed-BPE-ECL检测方法的新型生物传感器,应用于生命分析领域多组分的可视化同时检测。

项目摘要

双极电极(BPE)-电致化学发光(ECL)传感在化学与生物传感、材料合成与筛选等领域具有广阔的应用前景。针对其在多目标同时检测、检测对象受限于ECL试剂自身性质等方面存在的问题,本研究构建了一种由三电极系统驱动的封闭式BPE系统,对其电化学性质进行了系统的研究,证实在特定条件下其具有传统三电极系统类似的电化学性能;由此,我们构建了一种由三电极系统驱动的封闭式BPE阵列,成功实现了对多种催化材料催化性能的高通量筛选;我们还证实了连接工作电极端口的驱动电极具有与BPE上的端点类似的性能,以此为ECL传感界面,基于电荷守恒原理,利用Ru(bpy)32+、TPrA这一ECL氧化反应体系成功实现了对同样是氧化体系的检测对象的检测,极大地扩展了BPE-ECL传感的应用范围;我们还利用循环驱动电压构建交替的BPE-ECL传感界面,对检测对象的氧化反应过程进行了同时检测;此外,我们还尝试利用电致变色、光电转化等信号转换方式替换ECL信号,结合BPE进行化学与生物传感,力图丰富双极电极传感的信号检测模式;除发表相关科研论文外,我们还申请了多项基于BPE传感技术的即时检测芯片发明专利,为进一步的商业化应用奠定了基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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