电化学-压电联用技术研究活性氧介导的细胞凋亡过程

活性氧介导下的细胞凋亡过程的信息是开展人类抗衰老、疾病预防与治疗等研究的重要基础参数，建立准确、原位、实时、动态地获取活性氧介导下的细胞凋亡过程的信息是十分必要的。目前常用的细胞凋亡过程研究方法大多数存在难以快速获取细胞凋亡过程的实时、原位、动态信息等问题。本课题拟采用电化学催化还原溶解氧现场制取活性氧，通过电化学-压电联用技术研究活性氧介导下的细胞凋亡过程，快速获取细胞凋亡过程中的原位、实时、动态的多维信息，并籍此建立抗氧化剂、抗癌药物等的的快速分析筛选新方法。

本项目开展了溶解氧的电化学还原和过氧化氢等与细胞凋亡有关的小分子的电化学氧化还原及相应的电化学催化体系研究，发展了中空掺氮碳微球 (HNCMS)、聚离子液体/碳纳米管复合物(PIL-CNTs)、Pt (Pd)等贵金属纳米颗粒/碳纳米管复合物等数种高效电催化剂，所制备的电催化剂对溶解氧具有优良的电化学催化还原性能，同时，对过氧化氢、尿酸，抗坏血酸和多巴胺等小分子具有优良的电化学催化性质；以超氧阴离子、羟基自由基和过氧化氢等活性氧为研究对象，开展了活性氧电化学分析界面的构建研究，发展了数种活性氧电化学传感器，如基于DNA-AuNPs生物条码信号放大作用的高灵敏羟基自由基电化学传感器、 基于MBs-DNA-AgNPs复合材料的羟基自由基电化学传感器、基于超氧化物歧化酶层层自组装的超氧阴离子电化学生物传感器和基于苯硼酸修饰玻碳电极的高选择性非酶过氧化氢电化学传感器等；以人乳腺癌细胞MCF-7、Jurkat细胞等为研究对象，采用电化学阻抗、压电石英晶体谐振和基于caspase-3活性分析等技术实时监测了细胞的生长过程和药物诱导下的细胞凋亡过程；发展了基于活性氧电化学传感的抗氧化剂抗氧化能力评估方法和抗氧化剂快速筛选方法。本项目的实施，不仅为开展活性氧介导下的细胞凋亡过程研究打下了坚实的基础，而且有助于建立抗氧化剂、抗癌药物等的的快速分析筛选新方法，对开展人类抗衰老、疾病预防与治疗等基础研究具有重要意义。