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基本信息

作品名称:
超痕量蛋白质检测方法的研究--基于分子仿生学原理的纳米金共振散射探针
大类:
自然科学类学术论文
小类:
生命科学
简介:

作品研究基于分子仿生学原理的超痕量蛋白质定量检测用纳米金探针;以纳米金共振散射光谱特征分析为基础建立新型超痕量蛋白质检测方法(已获国家发明专利)并研发配套分析软件。研究各指标达到该领域世界前沿水平,已发表论文三篇。研究为新型蛋白检测方法在科学研究、临床诊断及食品安全等领域中实现超痕量蛋白质稳定、灵敏的分析开辟新思路,也提供必备的理论基础和经验支持。作品得到蒋大宗先生和哈佛联合研究中心专家的推荐。

详细介绍:

随着纳米技术领域的快速发展,基于纳米金光学特性的超微量生物分子信息分析技术成为生物医学等相关领域的新兴研究焦点。以纳米金为核心研制的各种用于科学研究、临床诊断、食品安全和环境质量监测的生物光谱学分析探针,在超微量分子识别、肿瘤早期诊断、食品安全快速检测、水质监测等方面发挥重要的作用,具有广阔的应用前景。
目前,市场上高端的商业化纳米金试剂的制备技术为IMI公司(美国)、ROCHE公司(德国)、Nycomed 公司(法国)等跨国集团所垄断,其产品具有粒径均匀、性能稳定、表面修饰基团多样等优势,但工艺流程复杂、反应条件苛刻、产品价格昂贵。由于纳米金试剂制备属尖端技术领域,贸易壁垒高,而国内上市的同类产品在性能指标方面同上述公司还有相当差距。
本研究首次利用树状体PPIHA(Polpyropylneimine hexadeacamnie dendrimer,聚苯丙烯亚胺)一步制得表面氨基活化的纳米金探针,获得了表面修饰纳米金的新型制备工艺,成本降至进口同类产品的1/53。继而,突破性地实现了纳米金同生物分子间特异性偶联,有效提高其选择性分析能力。以纳米金探针制备为基础,研究探讨了纳米金同血清白蛋白偶联的最佳条件;本研究引入分子仿生学原理模拟生物矿化过程实现了纳米金偶联物的特异性二次生长,建立起基于纳米金共振散射光谱特性的超痕量蛋白分子定量分析方法(已获国家发明专利)。在实现以上原理突破的同时,研发了配套分析软件,进一步简化了检测流程,提高了检测效率,弱化了检测的技术限制,为打破国外垄断,填补高端纳米金检测试剂及相关分析软件的国产化空缺提供必备的实践基础。
本研究有机结合了新型反应体系与高效节能的微波加热法,建立起纳米金探针制备的新工艺。通过此工艺流程制得的纳米金探针,具备高均一性、高分散性及高稳定性。研究进一步引入分子仿生学原理,实现了纳米金共振散射光谱的特异性增强,特征峰值强度提高322倍。以纳米金共振散射增强分子探针为基础建立了超痕量蛋白质(纳克级)的定量检测方法。较之常规分析方法,检出限降低3个数量级,检测范围为3.00×10-9mol/L至2.40×10-8mol/L,检出限低至3.00×10-9mol/L,本研究各项指标达到该领域国内外前沿水平。该方法具有优良的可移植性,为其在科学研究、临床诊断、食品安全和环境监测等方面的应用中实现对超痕量蛋白质可控、稳定、特异、灵敏地分析开辟新思路,也提供必备的理论基础和经验支持。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”作品 二等奖
1、研究成果已申请国家发明专利“一种超痕量蛋白质定量检测方法”(申请号:201110089936.2,第一作者为本科学生);
2、研究成果以学生第一作者发表英文论文两篇,已分别投稿至Analytica Chimica Acta(SCI数据源期刊,影响因子:3.765,美国)及Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects(SCI数据源期刊,影响因子1.998,美国),目前正在审稿;
3、受邀参加2010年“中国生物医学工程学会成立三十周年纪念大会”,学生第一作者发表论文并就研究成果做学术报告,会上本研究小组成员(本科)入选学会青年会员;
4、该项目受国家大学生创新实验项目专项资助(项目编号:091069830)。成果获“挑战杯”陕西省学术科技竞赛特等奖、“腾飞杯”学术科技竞赛特等奖;
5、该项目得到了中国生物医学领域创始人蒋大宗先生和美国Harward-MIT生物医学联合研究中心徐峰研究员的推荐。

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