基于功能化微纳流控芯片系统的生物分子识别研究
批准号:
21205141
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王琛
依托单位:
学科分类:
分离与分析
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
雷运涛、张正华、吴芸、余丹妮、张帆、张亮
中文摘要
本项目拟以生物分子识别研究为基点,结合纳流控的高效富集能力与适配体探针的高选择性优点,创建基于功能化微纳流控芯片系统的生物分子识别新方法。根据拟定的研究目标,本项目将纳米结构单元引入微流控系统,构建功能化微纳流控芯片系统,以适配体与蛋白质相互作用为研究对象,利用微纳流控系统独特的物质传输性质,分别构建异相和均相生物分子识别反应体系,实现连续、微型化方式对蛋白质样品进行快速富集、识别、分离与检测,揭示不同反应体系下蛋白质识别反应动力学,并系统研究探针的组装方式、通道尺寸、表面性质、外加电场强度、样品富集时间、溶液组成等因素对蛋白质识别的影响,创建基于功能化微纳流控芯片系统的高灵敏生物分析新方法。研究成果将对认知生命体系中的生物分子识别过程提供理论依据,同时为微纳流控芯片系统在生物分析中的应用起到重要的推动作用。
英文摘要
This project will focuse on the study of interactions between biomolecules. To realize this aim, a novel concept based on functional micro/nanofluidic system will be developed, which combines the excellent preconcentration ability of nanofluidics and the high selectivity of aptamer. In this sutdy, the functional micro/nanofluidic system for protein recognition is first constructed by introducing nanostructures. Then, homegeneous and heterogeneous biomoelcuar recognition systems will be designed to realize various functions including rapid protein concentration, molecular recognition, efficient separation, and sensitive detection on micro/nanofluidic chips in miniaturized and continuous manner and understand the protein recognition kinetics in heterogeneous and homogeneous reaction systems. Finally, the influenece of probes immobilization, channels size, surface properties, electric field intensity, sample concentration time, and solution constitution on the protein recognition reactions will be investigated systematically. On the basis of the above researches, a novel bioanalytical systems based on micro/nanofluidics with high sensitivity is constructed. We believe that progresses achieved in this project will help us to understand the fundamentals of biomoelcular recognition reactions and promote the developement of micro/nanofludic systems.
微流控技术作为一门新兴学科,由于其独特的尺寸效应,具有显著的微纳米限域空间结构,以及比表面积大、样品消耗量少、易散热、易于实现高通量合成与筛选等优点,在生物分析领域被广泛使用。但微流控系统在用于生物分析时也存在一些缺点,如微米通道内的流体由于较小的雷诺常数而呈现层流状态,样品混合只能通过扩散进行,混合速度较慢。此外,分析物数量较少使检测灵敏度不高,难以实现对超低浓度样品的定量检测。为此,将纳米结构单元引入微流控系统,构筑微纳流控芯片系统,可以兼备微流控系统的固有优势,又凸显纳米通道的特殊性质,拓展了芯片系统的功能性,有效的解决微流控系统所面临的问题,可更好的用来进行生物和化学分析。在微纳流控芯片系统中,所引入的纳米结构单元包括多孔纳米材料、阵列纳米孔膜和单纳米通道。纳米结构单元中纳米通道所具有的电荷效应和尺寸效应,使微纳流控芯片系统具有许多独特的性质和物质传输行为,可实现对生物分子的快速混 合、高效富集和分子开关效应等操作。.本项目以生物分子识别研究为基点,结合纳流控的高效富集能力,创建基于功能化微纳流控芯片系统的生物分子识别新方法。根据拟定的研究目标,本项目将纳米结构单元引入微流控系统,构建功能化微纳流控芯片系统,分别进行了微纳米限域空间中自由酶反应动力学研究,微纳流控芯片上裂解酶活性研究及蛋白质裂解动力学研究,微量蛋白质含量的高效、灵敏、快速测定等方面的研究。研究结果表面,项目所构建的微纳流控芯片系统能够快速高效的进行生物分子识别研究,以及在此基础上的生物分子活性及含量检测。研究成果将对认知生命体系中的生物分子识别过程提供理论依据,同时为微纳流控芯片系统在生物分析中的应用起到重要的推动作用。
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Ultrasensitive Protein Concentration Detection on a Micro/Nanofluidic Enrichment Chip Using Fluorescence Quenching
使用荧光淬灭在微/纳流体富集芯片上进行超灵敏蛋白质浓度检测
DOI:
10.1021/acsami.5b00383
发表时间:
2015-04-01
期刊:
ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:
9.5
作者:
[Wang, Chen, Shi, Yi, Xia, Xing-Hua]
通讯作者:
Xia, Xing-Hua
DOI:
--
发表时间:
2013
期刊:
Lab on a Chip
影响因子:
6.1
作者:
[Ye De-Kai, Wang Yun-Yi, Lu Tao, Xia Xing-Hua]
通讯作者:
Xia Xing-Hua
A rapid and sensitive method for hydroxyl radical detection on a microfluidic chip using an N-doped porous carbon nanofiber modified pencil graphite electrode
使用氮掺杂多孔碳纳米纤维修饰铅笔石墨电极在微流控芯片上快速灵敏地检测羟基自由基的方法
DOI:
10.1039/c4an00471j
发表时间:
2014-01-01
期刊:
ANALYST
影响因子:
4.2
作者:
[Ouyang, Jun, Li, Zhong-Qiu, Zhou, Guo-Jun]
通讯作者:
Zhou, Guo-Jun
Fast and sensitive detection of protein concentration in mild environments
在温和环境下快速灵敏地检测蛋白质浓度
DOI:
10.1016/j.talanta.2014.12.046
发表时间:
2015-04-01
期刊:
TALANTA
影响因子:
6.1
作者:
[Wang, Chen, Zhou, Yue, Xia, Xing-Hua]
通讯作者:
Xia, Xing-Hua
DOI:
10.1021/ac504830e
发表时间:
2015-03
期刊:
Analytical chemistry
影响因子:
7.4
作者:
[Hong-Li Gao;Min Wang;Zeng-Qiang Wu;Chen Wang;Kang Wang;X. Xia]
通讯作者:
Hong-Li Gao;Min Wang;Zeng-Qiang Wu;Chen Wang;Kang Wang;X. Xia
共 6 条
自噬下调cGAS-STING信号的新功能与分子机制研究
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批准号:82171751
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项目类别:面上项目
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资助金额:60万元
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批准年份:2021
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负责人:王琛
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依托单位:
cGAS-STING信号转导通路的调控新机制及相关先导化合物研究
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批准号:31730018
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项目类别:重点项目
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资助金额:308.0万元
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批准年份:2017
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负责人:王琛
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依托单位:
SUMO化修饰动态调控STING信号通路的分子机制与功能研究
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批准号:81672029
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2016
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负责人:王琛
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依托单位:
基于离子通道-纳米通道复合结构ICR特性的生物分子识别研究
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批准号:21575163
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王琛
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依托单位:
国内基金
海外基金