Sensitive, accurate and reliable methods for early diagnosis of cancer exhibit huge value and demands in early detection, early therapy, and prognostic evaluation of cancer. The detection of cancer biomarkers is the only effective way to realize the early diagnosis of cancer. Limited by the low luminescence quantum yield, the chemiluminescence analysis encounters the challenge in the accurate quantification of low level of cancer biomarkers. It is expected to be solved by using synergistic amplifying effect of photonic crystal nanomaterials and microwave technology on chemiluminescence reaction. Especially, the understanding of synergistic amplifying effect of photonic crystal nanomaterials and microwave technology on chemiluminescence reaction is rather poor now. Therefore, in this proposal, we would like to prepare photonic crystal nanomaterials via vertical deposition self-assembly. Through designing new device and new synthesis method, poor stability and difficulty in repeat the preparation of photonic crystal nanomaterials will be solved. Through the thorough study of the interaction among photonic crystal nanomaterials, microwave technology and chemiluminescent reaction, the occurrence conditions, and the occurrence regularly and the enhancement mechanism of photonic crystal/microwave amplification chemiluminescence reaction will be revealed. The analytical prospects of photonic crystal/microwave synergistic amplification chemiluminescence reaction will be demonstrated by developing highly sensitive methods for lung cancer biomarkers, which will provide theoretical guidance for the early diagnosis of cancer and the screening of high risk population. This proposal is of great significance in the field of life analytical chemistry.
灵敏、准确可靠的早期诊断方法在癌症的早期发现、早期治疗以及预后评价中具有重要应用价值和巨大需求。肿瘤标志物的检测是实现癌症早期诊断的唯一有效途径。受制于低的发光量子产率,化学发光分析在肿瘤标志物的准确定量方面遇到挑战。利用光子晶体纳米材料与微波技术对化学发光反应信号协同放大作用将有望解决这一难题。基于目前对光子晶体纳米材料、微波技术对化学发光反应信号协同放大作用认识的匮乏,本项目拟以垂直沉降自组装法合成光子晶体纳米材料,通过合成装置和方法研究,解决光子晶体纳米材料稳定性差和难以重复制备的难题;通过对光子晶体纳米材料、微波技术和化学发光反应体系间相互作用的研究,揭示光子晶体/微波协同放大化学发光反应的产生条件、发生规律和增强机制;通过肺癌标志物高灵敏分析方法的建立,验证光子晶体/微波协同放大化学发光反应的应用前景,为癌症的早期诊断和高危人群筛查提供理论指导,对生命分析化学研究均具有重要意义。
本项目以玻璃为基底,以聚苯乙烯微球为组装试剂,采用垂直沉降自组装法制备了光子禁带波长范围涵盖可见光区的光子晶体材料,研究了组装过程的各种影响因素,获得了最佳的合成条件。采用透射电子显微镜、动态光散射、反射光谱等技术获得了光子晶体材料的形貌和光子禁带波长。通过对光子晶体放大化学发光反应研究的检测条件的研究,研制出适用于光子晶体放大化学发光反应研究的检测装置。通过对光子晶体纳米材料和化学发光反应体系间相互作用的研究,特别是光子晶体材料与过氧草酸酯化学发光反应体系间的相互作用研究,获得光子晶体放大化学发光反应的产生条件、发生规律和增强机制。在此基础上,研究了构筑了多个化学发光反应新体系,提出了化学发光反应的增强机制和发光机理,发展了多种无机离子、无机小分子、有机大分子光学分析新方法,为临床疾病的诊断提供了方法,为癌症的早期诊断和高危人群筛查提供理论指导。在项目的资助下,发表SCI源期刊论文13篇(第一标注),申请中国发明专利3项,授权专利1项。培养毕业硕士研究生7人,合作培养硕士研究生2人。
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数据更新时间:2023-05-31
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