[00984435]光电功能纳米材料的构筑与生物传感应用

功能性纳米材料在生命分析研究领域中具有广阔的应用和开拓前景。为了实现生命分析化学领域中对疾病相关生物分子的精准测量，该项目在国家重大科学研究计划和国家自然科学基金委杰出青年基金等资助下，历经十三年的深入研究，围绕特定光电功能纳米材料的构筑与生物传感，设计与组装了一系列功能纳米材料，开发了具有特异性识别功能的纳米探针，结合纳米结构对电化学、电致化学发光和荧光特性的调控，建立了一系列高灵敏的精准测量方法，在相关领域的研究中获得突破性进展，取得了系列原创性研究成果。主要有：率先运用超声与微波技术，以能量匹配和传输特性的调控，实现了对具有光电传感特性的纳米材料的构筑。建立了一种新的制备中空纳米球的普适方法，发现了Cu<,2-x>S量子点具有可调的局域等离子体共振(LSPR)发光现象，通过空穴掺杂实现了Cu<,2-x>S的LSPR性质可调，开启了具有等离子体共振性质的铜的硫族化合物纳米晶这一研究领域，采用自上而下的方法快速制备出高量子产率的双色石墨烯量子点，为开发一系列高灵敏、高选择的生物传感器创造了条件。发现了Au纳米簇、石墨烯量子点和CdS纳米球等功能纳米材料具有电致化学发光(ECL)性质，并以此研制成电致化学发光传感器。率先观察到CdS纳米球在有机溶液和水溶液中均具有优异的ECL性质，提出了基于湮灭机理及二当量吸附表面状态理论的ECL机制,阐明了CdS纳米球的表面形态能够维持部分电致自由基离子的稳定性从而产生有效的ECL信号，发现了石墨烯量子点和Au纳米簇的ECL性质，提出了共反应剂型ECL机制，建立了量子点电致化学发光免疫传感新方法，研制成国际上第一支量子点电致化学发光免疫传感器，引领了这一分支领域的后续研究。基于纳米结构优异的光电性质和信号放大作用，创建了一系列高灵敏免疫分析新方法。率先将三维有序大孔界面应用于电化学免疫分析，显著增加了电极比表面积和导电性，有效提高了检测灵敏度，提出了以量子点为探针的光电双通道免疫分析新思路，将氮掺杂碳纳米管引入细胞电化学免疫传感领域，创建了基于多元复合纳米界面的电化学细胞传感平台，实现了细胞及其表面糖基与糖蛋白的高灵敏检测，为生物分子的精准测量提供了新策略，得到了国际同行的肯定。该项目发表SCI论文132篇，其中77篇论文影响因子大于5.0。20篇主要论文(含高被引论文9篇)被Nat.Mater.、Nat.Nanotechnol.、Chem.Rev.、Chem.Soc.Rev.等SCI他引2997篇次。