生理活性物质电化学分析新原理、新方法的研究

生理活性物质的研究是涉及分析化学、生命科学等多学科相互交叉的前沿研究领域之一。分析化学的发展推动了生命科学的发展，同时生命科学的发展也给分析化学提出更多挑战。本项目针对能够应用于活体在线的生理活性物质电化学分析方法目前所存在的可检测的物质种类少、灵敏度低、可植入微电极易于污染等一些至关重要的科学和技术问题，开展系统而深入的研究工作。拟解决的瓶颈问题包括：寻找和合成对生理活性物质具有催化性能的新的纳米材料以及其催化机理的探索；对纳米材料进行合理的功能化；有序纳米结构修饰电极的制备以及新型微电极结构的设计。可以预期，这些关键性问题的深入研究可以提出和建立3-6种电化学分析新方法，这些新方法为进一步生理活性物质的活体电化学分析研究及应用提供了前提并奠定了坚实的基础。

经过项目组成员的3年努力，本项目完成了预定目标，取得如下主要成果：基于石墨烯和多环芳香类化合物之间强的π-π相互作用，建立了电化学活性的芳香性化合物——亚甲基绿（MG）功能化石墨烯的新方法，该方法提高了石墨烯在水溶液中的分散性能，形成的石墨烯和亚甲基绿复合物具有良好的电化学和电分析化学性质；建立了原位电化学聚合聚吡咯纳米阵列电极，微转移印刷法制备石墨烯阵列电极和水凝胶刻蚀制备金条带微电极阵列等三种软刻蚀技术制备微/纳电极阵列的方法，制备的微纳电极阵列具有很好的电化学性能，并将其应用于生理活性物质的分析检测，其性能比常规电极的灵敏度有显著提高；发现了碳纳米管对钌联吡啶/三丙胺电化学发光体系的淬灭，研究了电化学发光淬灭的机理，并基于此建立了具有高选择性和高信噪比的DNA检测的电化学发光新方法。项目执行期间在Anal. Chem., Langmuir等SCI期刊发表研究论文8篇，参加国内外会议7次。培养在读硕士5名。