与微流控集成的锥形纳米孔在电生命分析化学中的应用

项目名称： 与微流控集成的锥形纳米孔在电生命分析化学中的应用

项目编号： No.21275137

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王家海

作者单位： 山东大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目中，我们运用集成了仿生纳米通道(或以纳米通道为模板制作纳米结构)的微流控新的物理化学性质，并结合电分析化学技术，免标记且快速的，高选择性探测生命体系中重要的小核酸，蛋白质标记物，癌细胞和细菌。通过制作功能化的单锥形纳米孔，运用离子整流方法选择性探测小核酸(MicroRNA)；运用电阻脉冲方法探测蛋白质标记物和灭活病毒；运用锥形纳米孔不对称的纳米结构，并结合微流控在液体流动上灵活的控制能力，高选择性固定和可逆释放癌细胞核和特定细菌，整个过程可以通过集成的微电极的电流改变检测到，从而构建新的高选择性探测和控制细胞(或细菌)的微纳米芯片；选择性固定的癌细胞和细菌也可以用共聚焦显微镜来进一步研究与纳米药物胶囊的相互作用；不对称纳米孔也可以作为模板，制作功能化的不对称纳米线阵列，并被集成到微流控芯片中，在实际血样中高效的抓取和选择性探测癌细胞和细菌，整个过程可以用电化学分析方法检测。

中文关键词： 仿生；微流控；离子整流；高分子膜；纳米孔分析化学

英文摘要： In this project, biomimetic nanopore ( or asymmetrical nanopore-templated nanostructures) was integrated into one portable, miniaturized microfluidics device with embedded microelectrodes. This type of new micro/nano device in combination with various electroanalytical methods can be employed for fast, label-free, highly selective and sensitive detection of MicroRNA, protein biomarker,cancer cell and bacteria. Method based on ion current rectification via conically-shaped nanopore which was developed in recent years will be utilized for quantitative measurement of MicroRNA；Resistive-pulse method is another approach which can be used for quantitative target analysis via single nanopore. This method is very suitable for selective detection of protein biomarker using specific recognition agents, such as aptamer and antibody；One prominent advantage of nanopore-integrated microfludic device is the capability that allows selective fixation of cancer cell and bacteria into functionalized conical nanopore and reversible release of those analytes under certain fluidic direction, the whole process can be monitored by the change in current flowing through microelectrodes. Therefore specific detection of cancer cell and bacteria can be achieved via functionalized conical nanopore; Cancer cell-fixed nanopore facilitates f

英文关键词： Biomemitc；Microfluidics；Ionic current rectification；Polymer membrane；Nanopore Analysis