基于量子隧道原理的手性生物分子识别机制、调控及生物分析应用研究

Chiral molecules have identical molecular formulas, atom-to-atom linkages, and bonding distances and as such they are difficult to determine both sensitively or selectively. The aim of this project is to create the next generation of chiral molecule biosensors by fundamentally understanding chiral recognition and engineering nanostructured materials with programmable conformations and predictable properties. Expected outcomes from this project will include novel, inexpensive new technology to fabricate nanoscale materials and the creation of a prototype device for ultrasensitive detection of chiral biomolecules.

手性分子超灵敏检测不仅可以帮助我们了解许多重要的生命过程，手性药物和生物酶的作用机理，而且对于手性药物不对称合成、对映体的拆分和检测、新药研发等均具有十分重要的科学意义和实际应用价值。本项目以手性分子生物传感“界面”为核心，针对手性生物分子在传感界面上的吸附、组装和识别过程等关键科学问题开展系统研究。通过单分子水平的量子隧道原理与手性分子响应相互结合，发展一种基于手性生物分子构象变化的“动态”生物传感超灵敏检测新策略，通过构建基于手性界面调控的纳米生物传感器，探索与重大疾病相关的手性生物分子的高灵敏、高选择性生物分析检测。

手性分子超灵敏检测不仅可以帮助我们了解许多重要的生命过程，手性药物和生物酶的作用机理，而且对于手性药不对称合成、对映体的拆分和检测、新药研发等均具有十分重要的科学意义和实际应用价值。大多数新的或正在开发的药物都存在对应的手性分子。本项目以手性分子生物传感“界面”为核心，针对手性生物分子在传感界面上的吸附、组装和识别过程等关键科学问题开展了系统研究。通过单分子水平的量子隧道原理与手性分子响应相互结合，发展了一种基于手性生物分子构象变化的动态生物传感超灵敏检测新策略，构建了基于手性界面调控的纳米生物传感器，为探索与重大疾病相关的手性生物分子的高灵敏、高选择性分析检测提供新途径，并对生命分析化学的发展与学科交叉具有促进作用。