项目名称: 具有环境响应的智能纳米电化学生物传感器

项目编号: No.21475114

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 费俊杰

作者单位: 湘潭大学

项目金额: 92万元

中文摘要: 环境响应性纳米功能材料是生物医学等众多领域的研究热点。本课题旨在将环境响应性聚合物与纳米材料进行有机复合,结合酶/蛋白质的选择性生物催化特性,构建同时具备高灵敏度、高选择性和环境响应特性的智能纳米电化学生物传感器。项目将从温度和pH响应性聚合物着手,通过接枝反应将这些环境响应性聚合物引入碳纳米材料表面,继而通过吸附、组装、键合、交联等技术实现酶/蛋白质在环境响应性纳米材料表面的高效负载,构建环境响应性纳米电化学生物传感膜。结合各种电化学和表征方法,详细探讨环境响应基团种类、聚合物结构和组成、分子量大小,聚合物修饰密度对智能生物传感器环境响应特性的影响,获取环境刺激下智能生物传感器的电子传递机理。最终目标是所构建的纳米电化学生物传感器能根据环境变化进行智能开关。本课题研究有望获取环境响应性智能生物传感膜的电子传递机理和环境响应机制,为智能电化学传感器的发展提供新思路和理论依据。

中文关键词: 环境响应;纳米材料;电分析化学;生物传感器

英文摘要: The design and synthesis of environmental-stimulus responsive nano-materials have attracted great attentions in biomedical applications and many other fields. In this proposal, we aim to construct smart nano electrochemical biosensors with high sensitivity, excellent selectivity and environmental response through combination of environmental-stimulus responsive polymer and nano materials, as well as the enzymes/proteins with selective biocatalysis properties. The pH and temperature responsive nano-materials will be first fabricated by grafting environmental-stimulus responsive polymer to the surface of carbon nano-materials. Then, we can immobilize the enzymes/proteins on the surface of these as-prepared environmental-stimulus responsive nano-materials through adsorption, self-assemble, bonding and cross-linking, etc. to realize environmental responsive electrochemical biosensing films. In order to obtain the mechanism of electron transfer of biosensors for environmental stimuli, effects of type of environmental-stimulus responsive groups, structure and composition, molecular size, modified density on the environmental responsive behavior of biosensors will be investigated in detail by using electrochemical technology and characterization methods. The ultimate goal is the development of novel nano electrochemical biosensors possessing on-off properties with respond to environmental stimuli. These studies are expected to reveal the mechanisms of electron transfer and environment response behavior of environmental responsive electrochemical biosensing films, which can provide new ideas and theoretical basis for the development of new smart electrochemical sensors.

英文关键词: environmental response;Nano-materials;Electroanalytical chemistry;Biosensors

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