氮杂环多羧酸参与构建的多钨氧酸盐过渡-稀土异金属簇聚物和框架材料的设计合成及其电化学生物传感性能研究
结题报告
批准号:
21871077
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
陈利娟
依托单位:
学科分类:
B0101.元素化学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
翟翠萍、刘学军、芦丽淦、高丽、蒋君、张琰、徐鑫、陈艳红、李雅敏
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中文摘要
目前有关氮杂环多羧酸参与构建多钨氧酸盐过渡–稀土异金属簇聚物和框架材料报道很少,还没有关于多钨氧酸盐过渡–稀土异金属材料作为电极修饰材料进行电化学生物传感性能研究的报道。本项目拟利用水热条件下原位形成的过渡金属嵌入多钨氧酸盐构筑块与稀土离子和氮杂环多羧酸配体相结合的反应策略和以已制备的过渡金属嵌入多钨氧酸盐前驱体与稀土离子和氮杂环多羧酸配体在混合溶剂中分步组装策略来合成氮杂环多羧酸参与构建多钨氧酸盐过渡–稀土异金属簇聚物和框架材料,找到形成目标材料的关键控制因素和反应规律。利用目标材料来构筑电化学生物传感器,详细考察其稳定性、重复性、灵敏度及在复杂环境中选择性,探索目标材料结构改变对构筑的电化学生物传感器的性能变化的影响规律,阐明构筑的电化学生物传感器对待测生物组分的检测识别机理。该项研究为实现目标材料构筑的生物传感器在生物检测、癌细胞标记物检测等领域的开发与应用奠定基础。
英文摘要
To date, the relevant reports on nitrogen heterocyclic polycarboxylic acid participating polyoxotungstate-based transition-metal-rare-earth heterometallic aggregates and framework materials are very rare and there is no report on electrochemical biosensoring properties involving polyoxotungstate-based transition-metal-rare-earth heterometallic materials as electrode modified materials. In this project, we will plan to utilize the one-pot reaction strategy of combining in-situ formed transition-metal incorporated polyoxotungstate buliding blocks with rare-earth ions and nitrogen heterocyclic polycarboxylic acid ligands under hydrothermal conditions and the step-by-step assembly strategy of reacting the prefabricated transition-metal incorporated polyoxotungstate precursors with rare-earth ions and nitrogen heterocyclic polycarboxylic acid ligands in mixed solvents to prepare novel nitrogen heterocyclic polycarboxylic acid participating polyoxotungstate-based transition-metal-rare-earth heterometallic aggregates and framework materials and find out the key controlling factors and reaction rules of forming target materials. Also, we will use the target materials to construct electrochemical biosensors, systematically investigate their stability, repeatability, sensitivity and selectivity in complex environments, explore the influence laws of structural changes of target materials on the performances of the as-prepared electrochemical biosensors, and illuminate the detection and recognition mechanisms of the as-prepared electrochemical biosensors for the detecting biological components. As a result, this research will lay the foundation for realizing the developments and applications of the biosensors constructed from target materials in the fields of biological detection, cancer cell marker detection, etc.
持续探索和发现电化学生物传感器的新型电极修饰材料,并构筑高性能和应用前景的电化学生物传感器是一项极具挑战性的研究课题。本项目建立了一套制备氮杂环羧酸配体参与的多钨氧酸盐过渡–稀土异金属材料的制备方法,发现了制备目标材料的一些关键控制因素,明晰了一些多钨氧酸盐构筑块、过渡金属离子、稀土离子和氮杂环羧酸配体对目标材料的结构调变规律。选择性能稳定和导电性能良好的目标材料,构筑了基于目标材料和目标材料与羧基化多壁碳纳米管、二甲基双十八烷基溴化铵或聚吡咯等形成的复合纳米材料的电化学生物传感器,详细考察了其稳定性、重复性、灵敏度、检测限、线性检测范围和抗干扰能力等,建立了电化学生物传感器的识别模型,从微观层面阐明了一些电化学生物传感器对待测生物组分的检测识别机理,并在血清、水体、啤酒或牛奶等体系中对构筑的电化学生物传感器的传感识别性能进行评价。项目实施期间,在ACS Appl. Mater. Interfaces、Nano Res.、Nanoscale、Inorg. Chem.、Inorg. Chem. Front.、Dalton Trans.、Cryst. Growth Des.、Chem. Asian J.等期刊上发表研究论文48篇,其中SCI收录46篇、SCI影响因子大于4.0的38篇,获批中国发明专利6项,以参与人身份荣获河南省自然科学奖三等奖1项、河南省教育厅科技成果一等奖1项、二等奖1项。培养毕业硕士生4名、参与培养出站博士后1名、参与培养毕业博士生2名、在读博士研究生1名、在读硕士研究生8名,课题成员参加学术会议20人次。该项研究为实现目标材料构筑的电化学生物传感器在生物分子检测、癌症标记物检测、环境检测和传感材料科学等领域的开发与应用奠定基础,为拓展多金属氧酸盐材料性能提供新的研究思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Organic–Inorganic Two-Dimensional Hybrid Networks Constructed from Pyridine-4-Carboxylate-Decorated Organotin–Lanthanide Heterometallic Antimotungstates
由吡啶-4-羧酸盐修饰的有机锡-镧系异金属反钨酸盐构建的有机-无机二维杂化网络
DOI:10.1021/acs.inorgchem.0c00768
发表时间:2020
期刊:Inorg. Chem.
影响因子:--
作者:Huifen Hu;Jingjing Pang;Peijun Gong;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
First series of mixed (PIII, SeIV)-heteroatoms oriented rare-earth embedded polyoxotungstates containing distinct building blocks
第一系列混合 (PIII、SeIV) 杂原子取向稀土嵌入多钨酸盐,含有不同的结构单元
DOI:--
发表时间:2020
期刊:Inorg. Chem. Front.
影响因子:--
作者:Lulu Liu;Jun Jiang;Xiaoyi Liu;Guoping Liu;Dan Wang;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
DOI:10.1021/acs.inorgchem.0c03443
发表时间:2021-01
期刊:Inorganic chemistry
影响因子:4.6
作者:Jing-Lin Liu;Dan Wang;Xin Xu;Hailou Li;Junwei Zhao;Lijuan Chen
通讯作者:Jing-Lin Liu;Dan Wang;Xin Xu;Hailou Li;Junwei Zhao;Lijuan Chen
Double trigonal pyramidal {SeO3} groups bridged 2‑picolinic acid modified cerium-inlaid polyoxometalate including mixed selenotungstate subunits for electrochemically sensing ochratoxin A
双三角锥体{SeO3}基团桥接2-吡啶甲酸修饰的镶嵌铈的多金属氧酸盐,包括混合硒钨酸盐亚基,用于电化学传感赭曲霉毒素A
DOI:10.1021/acs.inorgchem.1c03103
发表时间:2022
期刊:Inorg. Chem.
影响因子:--
作者:Lulu Liu;Jun Jiang;Limin Cui;Junwei Zhao;Xinhua Cao;Lijuan Chen
通讯作者:Lijuan Chen
Three Types of Distinguishing L-Alanine-Decorated and Rare-Earth-Incorporated Arsenotungstate Hybrids Prepared in a Facile One-Step Assembly Strategy
采用简便的一步组装策略制备三种不同类型的 L-丙氨酸修饰和稀土掺入的砷钨酸盐杂化物
DOI:10.1021/acs.inorgchem.9b00004
发表时间:2019
期刊:Inorg. Chem.
影响因子:--
作者:Yamin Li;Hailou Li;Jun Jiang;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
混合杂原子诱导的多钨氧簇基镧系-银/金杂化材料的设计制备及其肿瘤标志物识别电子器件性能研究
  • 批准号:
    22171070
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    陈利娟
  • 依托单位:
含共轭电子有机功能配体调控的多核稀土离子嵌入的杂多钨氧簇材料的合成、结构、发光性能及发光机理研究
  • 批准号:
    21671054
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    陈利娟
  • 依托单位:
以三价砷/锑/铋为杂原子多钨氧酸盐过渡-稀土异金属磁性材料的设计合成和性能研究
  • 批准号:
    21301049
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈利娟
  • 依托单位:
杂多钼氧酸盐3d-4f 异金属衍生材料的设计合成及其对偶氮类染料光降解性能研究
  • 批准号:
    U1304208
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈利娟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金