石墨烯复合的纳米印迹传感器的构筑及其对疾病标志物的特异性光电识别

以石墨烯为载体，借可控的2D分子印迹技术和自组装技术，构筑对疾病标志物(如尿酸、病毒等)能特异性识别的石墨烯复合印迹传感器。籍石墨烯优异的电学性能、独特的二维平面结构和极高的比表面积，协同其作为纳米材料的信号放大作用，极大提高印迹传感器的灵敏度和导电性，缩短其响应时间，解决印迹传感器发展的瓶颈问题。并以光学性能优异、波长可调的量子点为荧光探针，通过多层聚电解质的组装和长链稳定剂的修饰来调控石墨烯与量子点间的距离与作用，构建新型石墨烯/量子点印迹传感膜及其阵列，建立光电双重识别新方法。研究石墨烯形态-与印迹膜复合方式-膜识别性能间相关性；运用量化模拟计算建立印迹结合位点模型，开展识别传感的构-效关系研究，阐述识别机理。本研究将发展为灵敏度和选择性高的微纳印迹传感器及多组分同时检测的传感阵列，实现疾病痕量标志物的在线、专一、灵敏、快速检测，为重大疾病的早期诊断与预警提供新原理、新方法和新器件。

本研究旨在构建一类对疾病标志物准确、灵敏快速的传感器，用于重大疾病的早期发现和快速准确诊断。因此，本工作主要集中研究了癌症和一些遗传性等疾病的标志物如尿酸、尿素、多巴胺和氨基酸、核糖核酸等的传感技术。集成分子印迹技术、光电传感技术和纳米粒子的优良特性，构筑了对疾病标志物具有灵敏、高效的新型传感器。特别是引入具有2D结构和特异光电性能的具有生物相容性的石墨烯构建石墨烯复合分子印迹膜和荧光传感膜，极大地改善光电传感器对疾病标志物特异识别性能。这期间还发现石墨烯复合分子印迹膜对手性氨基酸对映体具有明显的电流电位响应差别，使该类分子印迹传感器的应用得到进一步的拓展，在手性识别研究领域开辟新的思路，有望建立新的手性物质识别方法。主要取得以下成果：（1）构筑了石墨烯复合分子印迹电化学传感器，并用于血样中多巴胺、尿酸等的测定；（2）设计多种手性氨基酸的电化学传感；（3）构建了石墨烯l量子点可控自组装膜体系的氨基酸、DNA 荧光传感体系；（4）深入且系统地探讨了石墨烯在光电传感中的增敏机理。项目完成期间共发表高水平论文13篇；承办了《中国分析化学优秀中青年学术会议》（由国家基金委化学部主办），对我国的分析化学学科发展起到积极的推动作用。同时，课题组重视分析学科的队伍建设，积极参与国内外学术交流，关注国内外优秀人才，已引进1名留学回国人员；培养了2位博士，7位硕士研究生。