基于DNA可控组装的表面等离子共振纳米结构设计合成及生物传感研究

Surface enhanced Raman scattering (SERS) holds great promise for the development of high sensitive bioanalytical techniques. The key to achieving high SERS activity and biosensing applications is controlled SERS substrate preparation. Via combining the advantages of biosensor technology, coupling-enhanced SERS and nanoprobe technology, the project focuses on the development of novel strategies for controllable design and synthesis of surface plasmon resonance (SPR) nanostructures. Based on SERS theoretical modeling and study, general principles about SPR nanostructure building will be summarized. As well, a novel technique for SERS substrates synthesis will be developed. Furthermore, on the basis of biosensing mechanism, the modulate strategies of SPR nanostructures will be explored, and corresponding SERS-based biosensing mechanism and methods will be developed. The outcomes will provide convenient platform for controllable and robust building of SERS substrates, SERS theoretical study and biosensing development. Briefly, significant theoretical and practical values are expected.

表面增强拉曼技术对发展高灵敏生物分析技术具有重大意义。SERS基底的可控制备是实现高活性SERS及生物传感应用的关键。本项目拟结合DNA自组装技术、耦合增强SERS 技术以及纳米探针技术，发展可控的表面等离子共振纳米结构设计与合成新方法；结合SERS增强机理研究，凝练基于DNA可控自组装的表面等离子共振纳米SERS基底的一般构建原则，发展高活性SERS耦合增强基底构建新技术；进一步，结合生物传感的基本原理，探索表面等离子共振纳米基底的结构调控方法，发展相应的SERS生物传感新原理与新方法。以期为可控、稳定且重复性好的SERS基底构筑、增强机理研究及其生物传感开发提供简便实用的新技术平台。总体上，项目的研究成果不仅具有较高的学术价值，同时也将在SERS相关研究与及技术开发方面具有较好的应用前景。

表面增强拉曼技术对发展高灵敏生物分析技术具有重大意义。SERS基底的可控制备是实现.高活性SERS及生物传感应用的关键。本项目结合生物传感技术、耦合增强SERS技术以及纳米探针技术，围绕“表面等离子共振纳米结构设计与合成”和“表面增强拉曼信号增强机理”两个基础理论问题开展了系统深入的研究工作。在此基础上发展了通用的表面增强拉曼方法与技术平台，并由此发展高灵敏、高准确度的基于表面增强拉曼的生物传感新方法。同时，也进一步探索了基于生物效应和纳米效应的生物传感新方法研究，建立了高灵敏、高特异性的核酸生物传感检测新平台。相关研究成果已经形成Chemical Science等SCI收录论文17篇，均标注本项目资助，其中IF>5论文6篇，包括Nature Materials（1），Chemical Science （1），Analytical Chemistry（1），Chemical Communications（3）等生物传感及相关领域重要国际学术刊物的论文,申请国家发明专利9项，授权2项。同时，项目组培养博士研究生9名，硕士生10名，本科生4人，圆满完成了既定目标和任务。