[01316571]新型纳米与生物电化学传感器的构建及应用基础

该项目自主研发了生物兼容性纳米粒子（M：金，银，壳聚糖，量子点等）修饰Fe3O4磁性纳米粒子形成磁性纳米复合物（M@ Fe3O4）。

解决了Fe3O4的难分散，生物兼容性差，表面缺少与蛋白质、细胞、细菌、病毒等生物活性物质作用的官能团等难题。

攻克了将生物兼容性M@Fe3O4与生物活性物质及电极组装技术。

构建了基于“生物活性物质/M@Fe3O4/电极”的电化学传感器。

阐明活性物质直接电子转移的理论机制。

发现滤纸或经叠加与拆分，可作为生物活性物质介质支撑和反应微通道，将其与电化学检测（EC）/电化学发光检测（ECL）、及自主研制的壳聚糖改性滤纸结合，构建了新型“纸基微流控分离-EC/ECL分析系统”。

将这些快速、准确、在线实时、分离检测的理论技术，应用于卫生检验领域并取得显著进展。

项目创新点：

1.基于生物兼容性表面功能化磁性纳米复合物修饰电极，构建生物电化学传感器，实现卫生检验检测、在线监测。为解决Fe3O4纳米粒子易团聚，生物兼容性差，表面缺少与蛋白质、细胞、细菌、病毒等生物活性物质结合的基团等难题，自主研发了生物兼容性的纳米粒子修饰Fe3O4得到磁性纳米复合物，将其与生物活性物质及电极（玻璃碳、金、氧化铟锡等）组装，阐明了生物活性物质直接电子转移的理论机制，构建生物电化学传感器，用于测定活性分子、有害重金属及阴离子、有机磷农药、激素，及慢病糖尿病血糖检测，食品、环境＆职业卫生检测。

2.基于折纸和印刷技术，构建新型“纸基电化学分析系统”，实现细胞、激素及葡萄糖等生命健康实时监测。发现含有亲水性纤维素、通透性和生物兼容性好的滤纸，便于调节厚度和表面性质，为蛋白质、细胞、细菌、病毒等生物活性物质的检测分析提供理想的介质支撑，还发现通过多层纸芯片各层纸的叠加与拆分，简便地实现二维与三维结构的转换，有利于活性物质反应微通道等的操控。多种方式构建的“纸基电化学分析系统”用于慢病糖尿病检测;用于实时监测细胞过氧化氢;用于植物多个位点、多个样品、多种激素同时检测。

基于创新点2和纸色谱技术，导电胶带电极集成，与EC/ECL结合，构建“纸基微流控分离-EC/ECL集成系统”，实现生物分子的多组分分离和同时检测及在线监测，创新卫生检验新技术构建的“纸基微流控分离-EC/ECL集成系统”，既大幅度减少试剂或样品体积（≤15微升），又可实现多组分的分离和同时检测，成功实现葡萄糖、过氧化氢、多巴胺和铅等的检测。

自主研发的壳聚糖改性纸基，成功分离环境激素同系物并快速检测，可与色质联用媲美，丰富了卫检技术项目推广应用：围绕上述创新点构建新型纳米生物电化学传感器，发表论文30篇，其中SCI收录论文28篇，总IF为145.129，共被引686次，形成较为鲜明的理论与技术特色，为快速、多组分同时或分离、在线实时检测提供新的思路和方法，培养博、硕士生36名、就业在CDC、医院、第三方检测等29家机构，保障了技术推广。

5篇代表作中的3篇SCI论文，总IF为18.126，他引223次，授权发明专利1件。主编的“现代卫生化学”第2、3版，参编“卫生化学”第8版及专著已融入项目成果，推动了学科发展。