双偏振干涉（DPI）方法研究蛋白质/适配子与金属离子相互作用

开展双偏振极化干涉（DPI）分析方法的研究并用于蛋白质/适配子与金属离子相互作用的研究。重点在于发现生物分子反应前后构型的变化，研究构型的变化与生物分子功能的关系，寻找一般规律，分析产生的机理。通过上述方法的发展，研究金属离子与生物活性分子相互识别作用机理、作用方式及其生物功能，对于研究金属离子的生理作用以及疾病的预防和治疗，具有重要的意义。拟发展包括蛋白质/适配子在DPI传感片上的固定化技术，与金属离子相互作用的最佳条件的选择方法等,进行实验总体设计,研究生物活性分子与金属离子的相互识别、相互作用及其生物功能的DPI研究，并从实验结果进行理论分析，从而建立起DPI方法测定生物分子和金属离子相互作用的分析平台，发展金属离子的DPI生物传感方法。

生物分子相互作用研究是生命科学和分析化学交叉领域的新课题。这一研究对于认识生物分子功能、药物作用机制及疾病产生根源具有重要意义。双偏振干涉分析方法是21世纪发展起来的用于实时、在线研究生物分子相互作用的有力工具。.研究结果在Anal. Chem., Chem. Commun., Nanoscale, Biosens. Bioelectron., Sci. Rep.，ACS Appl. Mater. Inter等刊物发表标注基金号的SCI论文30 篇，其中IF>5的15篇；授权发明专利10项；国际、全国学术会议相关邀请报告9次；获国家自然科学二等奖（2015）和吉林省科学技术一等奖（2012）各1项；9名研究生获得博士学位。主要研究内容和重要结果有：.1、发展了双偏振干涉（DPI）分析方法用于研究蛋白质/适配子与金属离子、药物分子的相互作用.（1）设计了双重抗污染传感界面，有效地消除了传感片对蛋白质的非特异性吸附，并用于检测凝血酶。.（2）发展了DPI芯片修饰新方法，既可以达到芯片的重复利用，又可以提高DPI测定的灵敏度。研究了胞嘧啶DNA与Ag+相互作用，并用于检测半胱氨酸。.（3）利用DPI方法研究了多胸腺嘧啶DNA与Hg2+的相互作用，获得了动力学和热力学常数，Hg2+ 能引起多胸腺嘧啶DNA由单链变成发夹结构，并扦插其中。.（4）用DPI方法研究了抗癌药物柯南因与多腺嘌呤DNA的相互作用，柯南因诱导单链DNA形成双链并扦插其中，同时获得了动力学和热力学常数。.2、基于生物分子与金属离子的相互作用发展生物传感新方法.基于硫代胆碱和巯基十一酸与Cu2+的相互作用，发展了检测乙酰胆碱酯酶活性方法；基于酸性磷酸酶与Fe3+的相互作用，发展了检测酸性磷酸酶活性新方法； 基于荧光金纳米簇与焦磷酸根对金属Cu2+的竞争性相互作用，发展了实时、高灵敏检测焦磷酸酶活性的方法等。.3、构建以生物分子与金属离子相互作用为基础的逻辑门.利用组氨酸（His）和半胱氨酸（Cys）与Cu2+的结合，构建“INHIBIT”和“OR”逻辑运算的多重逻辑门，并实现His和Cys的选择性检测；利用依诺沙星与镧系离子相互作用，设计了“AND”逻辑门；以BSA与金纳米簇相互作用为基础，构建“NAND”逻辑门。.这些研究为深层次、多角度研究生物分子相互作用打下重要基础。.