水溶性聚噻吩的合成及其在纳米孔传感器中的应用基础研究

项目名称： 水溶性聚噻吩的合成及其在纳米孔传感器中的应用基础研究

项目编号： No.21204089

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 高分子科学

项目作者： 姚志轶

作者单位： 中国科学院高能物理研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 共轭聚电解质因其独特的光学倍增响应性和良好的生物相容性而被广泛应用于生物传感领域。其中聚噻吩类衍生物由于合成简单，构象敏感等特点，在快速检测，疾病诊断等方面有着重要的应用前景。然而，目前基于共轭聚电解质所检测的底物主要以单一组分为主，对复杂体系中多组分的同时检出问题尚未突破，这也是传感领域中存在的主要挑战之一。本项目将针对上述问题，以食品与环境中存在的有害离子为模型底物，设计合成系列新型水溶性聚噻吩并以之为穿越分子，研究其通过纳米孔的基本机制并总结相关规律，通过对聚噻吩结合底物前后产生的信号差异进行分析，构建传感体系，并对体系中的各项参数进行优化，建立一种以共轭聚电解质与纳米孔技术相结合的新型检测方法，以纳米孔提供的动态二维信号为基础初步探索多底物的同时检出。该项目的确立与完成不仅为建立多底物分析方法提供新的途径，而且也可以为环境监测和食品安全检测提供技术支撑。

中文关键词： 共轭聚电解质；聚噻吩；纳米孔；传感器；

英文摘要： Conjugated polyelectrolytes(CPEs) have wide applications in biosensing due to their signal amplification effect and good biocompatibility. Among them, polythiophene derivatives with chain conformations sensitive to external stimuli have been demonstrated to be probes for rapid detection and clinic diagnosis because of the ease of synthesis and functionalization. Hitherto, most CPE-based sensors are established for single analyte detection and it remains a challenge to construct sensors for multianalyte detection. In this project, a series of water-soluble polythiophene derivatives will be designed and synthesized to overcome the above problems and its sensing performance for toxic metal ions in water or food will be studied. Furthermore, a novel sensing system will be constructed on the basis of CPE combined with nanopore technology. The dynamic and two-dimensional signals outputted by nanopore sensors are expected to discriminate multianalyte. We believe the sensing technology developed in this system would be used for environmental monitoring and food safety detection. This research will provide a new approach for the multianalyte detection.

英文关键词： conjugated polyelectrolyte；polythiophene；nanopore；sensor；