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基于金纳米颗粒局域表面等离子体共振的暗场散射成像传感分析
结题报告
批准号:
21275011
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
李娜
依托单位:
学科分类:
B0403.谱学方法与理论
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈阳、许潇、黄虹端、邹明健、李晨曦
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中文摘要
金属纳米材料局域表面等离子体共振(LSPR)为光学传感提供了高灵敏、信号可调、易与识别单元偶合的信号转换单元。基于金属纳米材料LSPR光散射的暗场成像设备简单,具有良好的空间分辨功能,在生物传感、细胞成像以及医学诊断方面具有明显优势,成为金属纳米材料LSPR光学传感的重要发展方向之一。本项目拟围绕金纳米材料LSPR光学传感理论与应用这一科学问题,开展基于金纳米颗粒LSPR光散射的暗场成像传感方法研究。通过探讨不同形状、结构(尤其是DNA介导组装的金纳米晶体和硅胶@金核壳型这两类复合结构)的金纳米颗粒LSPR光散射性质在生物传感识别过程中的变化规律,丰富和发展金纳米材料LSPR光学传感的理论与应用;以生物大分子和细胞为传感对象,探索各种识别模式与金纳米材料偶合的传感性能,构建金纳米颗粒LSPR光散射暗场成像传感平台;尝试单纳米颗粒LSPR暗场散射光谱传感,构建高灵敏度、高选择性的传感方法。
英文摘要
Plasmonic nanomaterials are the type of excellent optical signal transducer because they exhibit high sensitivity,versatility and tunable optical property,and are easy to integrate with biological systems.Localized surface plasmon resonance (LSPR) light scattering property of metal nanomaterials makes it advantageous in sensitive and highly contrasted imaging using very simple but powerful dark-field microscopy,thus plasmonic nanoparticle LSPR light scattering dark-field microscopy has been found promising in biosensing,cell imaging,and clinical diagnosis.This project will focus on developing dark-field microscopic biosensing methods based on gold nanoparticle LSPR light scattering.Other than gold nanoparticles and gold nanorods,the sensing property of composite gold nanomaterials,specifically the DNA-programmable nanoparticle assembly and the core-shell type SiO2@AuNPs,will also be prepared and evaluated to select the suitable nanomaterials with desirable LSPR band and sensitivity for sensing purposes. LSPR light scattering dark-field microscopic method for biomacromolecules and cells will be developed based on highly specific recognition reactions,such as antibody-antigen,functional nucleic acid-target,and saccharide-lectin.Based on results from the above study,the ultimate goal of this project is to establish single plasmonic nanoparticle based biosensing platform for highly selective and sensitive bioassays.
金属纳米材料局域表面等离子体共振为光学传感提供了高灵敏、信号可调、易与识别单元偶合的信号转换单元。基于金属纳米材料LSPR 光散射的暗场成像设备简单,具有良好的空间分辨功能,在生物传感、细胞成像以及医学诊断方面具有明显优势。 本项目开展了以下几方面工作,并获得了重要结论:(1)利用金纳米的灵敏度优势,开展了基于单颗粒金纳米计数的传感方法研究,无需放大即可实现飞摩尔/升水平的传感。在方法学上,考察了不同形貌、尺寸、聚集态的金纳米材料暗场散射成像性能,构建了金纳米暗场散射成像计数分析技术平台,建立并验证了暗场散射自动计数的方法。在应用方面,尝试了计数平台对不同传感设计的应用性,考察了对凝血酶、DNA、生物标志物以及miRNA的检测性能。该暗场成像计数平台具有通用性,可与核酸杂交、免疫反应以及酶催化反应结合实现各种目标物的检测。如基于抗体修饰金纳米颗粒探针暗场光散射成像的细菌自动计数检测方法,检测可在15~30 min内完成。在保证选择性与高灵敏度的同时简化了实验流程,提高了检测效率, 为大肠杆菌的定量提供了快速灵敏的方法。(2)利用金属纳米的表面等离子体荧光增强效应,构建了通用的、基于距离调控的银纳米增强荧光传感平台。首先将纳米颗粒的金属增强荧光效应和分子信标设计结合起来, 构建了金属增强荧光传感平台,实现了对汞离子的灵敏检测。该传感平台是一个具有通用性和可拓展性的方法,将金属增强荧光和发卡的打开和关闭结合起来, 可以实现多种不同目标物的检测。进一步地,结合金属增强荧光与荧光条形码DNA放大策略,将上述的金属增强荧光策略拓展,对DNA实现了1 pM 的检测限。 结合荧光增强与条形码DNA的放大策略从原理上具有通用性,可实现对若干目标物的灵敏检测。(3)其他相关方法的研究,为基于金纳米散射成像计数平台的进一步发展奠定化学与理论基础,如金、银纳米簇的制备、尺寸调控与发光机理研究,DNA的杂交反应性能考察等。
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
DOI:10.1016/j.bios.2013.09.013
发表时间:2014-02
期刊:Biosensors & bioelectronics
影响因子:12.6
作者:Zhenpeng Zhou;Hongduan Huang;Yang Chen;Fen Liu;C. Huang;Na Li
通讯作者:Zhenpeng Zhou;Hongduan Huang;Yang Chen;Fen Liu;C. Huang;Na Li
Nonamplification Sandwich Assay Platform for Sensitive Nucleic Acid Detection Based on AuNPs Enumeration with the Dark-Field Microscope
基于暗场显微镜金纳米粒子计数的非扩增夹心核酸检测灵敏检测平台
DOI:10.1021/acs.analchem.6b00535
发表时间:2016-04-19
期刊:ANALYTICAL CHEMISTRY
影响因子:7.4
作者:Li, Tian;Xu, Xiao;Li, Na
通讯作者:Li, Na
DOI:10.1016/j.aca.2013.07.037
发表时间:2013-09
期刊:Analytica chimica acta
影响因子:6.2
作者:Xinyi Wang;Ruoyun Lin;Zhihan Xu;Hongduan Huang;Limei Li;Fen Liu;Na Li;Xiaoda Yang
通讯作者:Xinyi Wang;Ruoyun Lin;Zhihan Xu;Hongduan Huang;Limei Li;Fen Liu;Na Li;Xiaoda Yang
Modulating Fluorescence Anisotropy of Terminally Labeled Double-Stranded DNA via the Interaction between Dye and Nucleotides for Rational Design of DNA Recognition Based Applications
通过染料和核苷酸之间的相互作用调节末端标记双链 DNA 的荧光各向异性,以合理设计基于 DNA 识别的应用
DOI:10.1021/ac504028n
发表时间:2015-03-03
期刊:ANALYTICAL CHEMISTRY
影响因子:7.4
作者:Huang, Hongduan;Wei, Hejia;Li, Na
通讯作者:Li, Na
DOI:10.1039/c4cc05554c
发表时间:2014-10
期刊:Chemical communications
影响因子:4.9
作者:Zhenpeng Zhou;Tian Li;Hongduan Huang;Yang Chen;Fen Liu;C. Huang;Na Li
通讯作者:Zhenpeng Zhou;Tian Li;Hongduan Huang;Yang Chen;Fen Liu;C. Huang;Na Li
构建生物体内检测 GTP:GDP比值的基因编码的荧光探针
  • 批准号:
    21907001
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    李娜
  • 依托单位:
基于光学显微成像的纳米单颗粒计数方法基础与应用研究
  • 批准号:
    21974006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    李娜
  • 依托单位:
单分子磁体自旋态的磁交换力显微镜研究
  • 批准号:
    21403008
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李娜
  • 依托单位:
基于功能性核酸的荧光各向异性传感之基础与应用
  • 批准号:
    21475004
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李娜
  • 依托单位:
基于复合结构金纳米粒子的共振光散射生物传感方法的研究与应用
  • 批准号:
    20975004
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李娜
  • 依托单位:
癌症预防药物抗氧化能力的发光测定
  • 批准号:
    20475004
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    李娜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金