光电化学传感界面的石英晶体微天平表征、压电干预与分析应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21675050
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Both photoelectrochemistry and piezoelectric electrochemistry involve charge separation in the interiors and at the surfaces of corresponding active materials, and the allied researches of them are helpful to better understand the extranuclear electron movement issue as a core scientific issue in chemistry discipline as well as to develop research methods and tools in the fields of piezoelectric electrochemistry and photoelectrochemistry. In this project, we plan to employ the inverse piezoelectric effect based quartz crystal microbalance (QCM) for dynamic monitoring and characterization of photoelectrochemistry processes as well as evaluation of some key parameters and factors like mass-specific photoelectrochemical activity and reactant adsorption. We will also select some piezoelectric semiconductors possessing both direct piezoelectric effect and photoelectrochemical activity to explore and develop a new working mode of synergetic acoustic-optical-electrical chemistry with improved analytical performance (piezoelectric photoelectrochemistry), mainly on the basis of piezoelectrically engineering the band structure of semiconductors for inhibiting the recombination of photogenerated electrons and positive holes. The above materials and methods will be used for high-performance analysis of the analytes related to some bioaffinity, biocatalysis and specific chemical reactions. This project is of innovation, scientific value and application prospect. The main investigation contents are (1) QCM characterization and mass-specific photoelectrochemical activity evaluation at photoelectrochemical electrodes; (2) piezoelectric intervention of photoelectrochemical sensing interfaces; and (3) analytical applications.
光电化学和压电化学均涉及到相关活性材料内部/表面的电荷分离,两者的联合研究有助于深入理解化学学科中核外电子运动这一核心科学问题以及发展压电化学和光电化学分析领域的研究方法和手段。本项目中,我们拟采用基于逆压电效应的石英晶体微天平(QCM)技术,对一些光电化学过程进行动态监测和表征,评估质量比光电化学活性、反应原料吸附等关键参数和因素;选用兼具正压电效应和光电化学活性的压电半导体材料,通过正压电效应调变半导体能带结构,抑制光生电子和空穴的复合,探索和发展声-光-电化学协同工作新模式(压电光电化学),提高分析检测性能,用于生物亲和、生物催化和特异化学反应相关组分的高性能分析,具有创新性、科学价值和应用前景。主要研究内容:(1)光电化学电极的QCM表征与质量比光电化学活性测试;(2)光电化学传感界面的压电干预;(3)分析应用。

结项摘要

光电化学和压电化学均涉及到相关活性材料内部/表面的电荷分离,相关研究有助于深入理解化学学科中电子运动这一核心科学问题以及发展压电化学和光电化学分析表征方法。本项目中,我们采用石英晶体微天平技术,测定了TiO2的质量比光电化学活性和评估了光电子转移的有效距离,也监测了光沉积纳米金和黑色素仿生材料聚多巴胺等的过程以及染料敏化的过程;通过压电效应和光电化学效应的耦合来抑制光生电子和空穴的复合,改善了ZnO材料的光电化学性能和光电流响应;基于新型光电活性材料和结构,进行了光电化学酶分析和免疫分析。研究成果已整理成31篇标注论文发表在Chem. Commun., ACS Applied Mater. Interfaces和Biosens. Bioelectron.等刊。项目实施期间,获湖南省自然科学奖一等奖。培养了毕业研究生14名。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pyridine-2-sulfonic (or carboxylic) acid modified glassy carbon electrode for anodic stripping voltammetry analysis of Cd2+ and Pb2+
吡啶-2-磺酸(或羧酸)修饰玻碳电极,用于阳极溶出伏安法分析 Cd2 和 Pb2
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2020.08.024
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Analytica Chimica Acta
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Hongbo Xiao;Wenlei Wang;Shaofeng Pi;Yan Cheng;Qingji Xie
  • 通讯作者:
    Qingji Xie
Selective staining of CdS on ZnO biolabel for ultrasensitive sandwich-type amperometric immunoassay of human heart-type fatty-acid-binding protein and immunoglobulin G
ZnO 生物标记上 CdS 的选择性染色用于人心脏型脂肪酸结合蛋白和免疫球蛋白 G 的超灵敏夹心型电流免疫分析
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2016.12.051
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Biosensors & Bioelectronics
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Qin Xiaoli;Xu Aigui;Liu Ling;Sui Yuyun;Li Yunlong;Tan Yueming;Chen Chao;Xie Qingji
  • 通讯作者:
    Xie Qingji
Preparation of a porous Au electrode with a sacrificed Prussian blue analogue template for anodic stripping voltammetric analysis of trace arsenic(III)
牺牲普鲁士蓝模拟模板多孔金电极的制备用于痕量砷(III)的阳极溶出伏安分析
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2017.06.150
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Chao, Long;Xiong, Xiujuan;Xie, Qingji
  • 通讯作者:
    Xie, Qingji
Improving Photovoltaic and Enzymatic Sensing Performance by Coupling a Core-Shell Au Nanorod@TiO2 Heterostructure with the Bioinspired L-DOPA Polymer
通过将核壳金纳米棒@TiO2异质结构与仿生L-DOPA聚合物耦合来提高光伏和酶传感性能
  • DOI:
    10.1021/acsami.8b19284
  • 发表时间:
    2019-03-06
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wang, Linping;Meng, Yue;Xie, Qingji
  • 通讯作者:
    Xie, Qingji
Preparation of a thin-film Pt electrocatalyst by MnO2 electrodeposition and galvanic replacement reaction for oxidation of methanol
MnO2电沉积和原电池置换反应制备薄膜Pt电催化剂用于甲醇氧化
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2019.113553
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Nian Liu;Chunxiu Zhang;Long Chao;Xiujuan Xiong;Huan Liu;Yan Cheng;Qingji Xie
  • 通讯作者:
    Qingji Xie

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其他文献

Synthesis and photoluminescence properties of a cyan-emitting phosphor Ca3(PO4)2:Eu2+ for white light-emitting diodes
白光发光二极管用青色荧光粉Ca3(PO4)2:Eu2的合成及其光致发光性能
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张友玉
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2005-11
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    王美玲;张友玉*;谢青季;姚守拙
  • 通讯作者:
    姚守拙
纳米材料修饰电极上吸附态葡萄糖氧化酶的酶活性和电活性的比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨大威;谢青季
  • 通讯作者:
    谢青季

其他文献

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电极界面上荧光分子及其复合物或聚集体光致电荷转移的电分析化学研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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