量子点高效电化学发光与核酸分析
批准号:
22074131
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
苏彬
依托单位:
学科分类:
电分析化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏彬
中文摘要
电化学发光是当前最先进的生化分析和体外诊断技术之一,而量子点作为一种极富潜力和竞争力的电化学发光探针,引起了研究者浓厚的兴趣。本项目以量子点电化学发光生化分析为导向,拟制备发光性能优异的水溶性量子点,研究不同类型的表面缺陷对量子点电化学发光性能的影响,阐释电化学发光反应路径及机理。研究量子点电化学发光的电子和空穴注入顺序及速率,发展量子点电化学发光信号的电位、光谱和电荷注入动力学辨识方法和体系,构建基于量子点电化学发光的生化分析策略,发展核酸分子高灵敏检测和多种核酸分子同时检测的方法。本项目从量子点的结构设计出发,全面分析量子点电化学发光过程,发展相应的量子点合成方法学和分析体系,将进一步推动量子点电化学发光基础和应用研究。
英文摘要
Electrochemiluminescence (ECL) is one of state-of-the-art biochemical analysis and in vitro diagnosis techniques. Quantum dots have been recognized as one of potential and competitive ECL luminophores and therefore have attracted widespread research interest in recent years. In this project, we plan to synthesize water-soluble quantum dots with high-performance ECL properties for biochemical analysis. The effect of different types of surface trap states will be studied to understand the reaction pathway and mechanism of ECL generation by quantum dots. Then we intend to explore the sequence and kinetics of electron and hole injection to quantum dots for ECL generation. The ultimate goal of this project is to modulate the generation of ECL by quantum dots on the basis of potential, spectrum and charge injection kinetics resolved possibilities, and subsequently develop strategies for highly sensitive nucleic acids detection and simultaneous multiple nucleic acids detection. In summary, the project will focus on the synthesis methods of high-quality quantum dots, thorough study of ECL generation mechanism and their analytical applications. We believe it will bring new insights to understand ECL generation by quantum dots and facilitate their real applications.
电化学发光是当前最先进的生化分析和体外诊断技术之一,而量子点作为一种极富潜力和竞争力的电化学发光探针,引起了研究者浓厚的兴趣。本项目以量子点电化学发光生化分析为导向,通过有机相合成-亲水性配体交换的方法制备得到了高质量的CdSe/CdS/ZnS水相量子点,该量子点表现出优异的本征态电化学发光性能,其电化学发光光谱与荧光光谱完全吻合,电化学发光效率高出经典Ru(bpy)32+分子2-6个数量级;通过电化学荧光谱学联用技术,揭示了量子点先得电子再得空穴的电化学激发反应路径,阐明了负电态量子点的稳定性是其产生高效电化学发光的根本原因,进而测定了基元反应动力学常数,并计算出量子点具有近100%的电化学激发效率和近100%的总发光效率,为发光体的电化学发光效率提供了统一的评价标准;从量子点电化学发光的基元反应出发,通过光谱电化学手段测定具有不同配体结构的量子点的电子注入速率、空穴注入速率及去电离速率,明确了表面配体对电荷注入过程的调控是其影响量子点电化学发光行为的主要原因,随后以叔胺类分子为共反应剂发展了量子点的阳极电化学发光体系,证实了低氧化电位发光机制的可行性,并验证了该体系在磁微粒辅助的核酸和免疫分析模式中的适用性。以上研究结果将指导子点电化学发光在体外诊断中的实际应用,即避免量子点必须经由直接电子注入产生阴极发光的弊端,而通过自由基中间体实现载流子注入,这可以同时保留量子点自身优异的本征态发光特性。项目执行期内共发表论文16篇,包括3篇Angew. Chem., 1篇JACS,1篇Adv. Funct. Mater.和1篇Anal. Chem.等, 获得授权中国发明专利1项。
基于纳米多孔膜界面的电化学发光测量与成像
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批准号:21874117
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2018
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负责人:苏彬
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依托单位:
有序二氧化硅纳米通道薄膜的分子选择透过性研究及其分析应用
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批准号:21575126
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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:苏彬
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依托单位:
液/液界面电分析化学研究抗菌肽的界面行为和作用机理
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批准号:21005071
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2010
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负责人:苏彬
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依托单位:
国内基金
海外基金