用于生物分子相互作用研究的生物传感新原理、新方法

In this project, targeting at the biomacromolecules in brain and nervous system (DNA, protein, cell membrane,etc), we study the interaction of small molecules (medicine or toxins) and biomacromolecules, interaction between biomacromolecules, and the relationship of the interaction with biofunction. Based on the latest achievements of modern science and technology and promoting action of interdiscipline, this project will perform innovative researches in theory, method and technology, to achieve the goal of developing new principle and new method of biosensor and bioanalysis, and establishing the biosensor platform for biomolecular interaction analysis.

以脑和神经系统生物大分子（DNA、特异蛋白、细胞膜等）为主要目标物，研究小分子（药物或毒物）与生物大分子、生物大分子与生物大分子之间的相互作用，及其与生物功能的关系。引入科技发展的最新成果，发挥学科交叉的推动作用，从理论、方法和手段上进行创新研究，达到发展生物传感分析化学新原理、新方法的目的，建立生物分子相互作用研究的生物传感分析平台。

研究和分析生物分子相互作用的机理及分子结构与功能之间的关系，对我们在分子水平上认识生物体系至关重要。本项目以生物分子相互作用及其与功能之间的关系为研究内容，发展生物传感新原理、新方法，以达到高灵敏、高选择性获取生物分子相互作用的定性定量、分子构象、动力学和热力学的信息等。. 本项目主要以脑和神经系统生物大分子为研究目标，针对与阿尔兹海默症（AD）和神经退行性疾病等的发生发展密切相关的β淀粉样蛋白、生物酶、微小RNA等生物分子发展了包括双偏振干涉（DPI）、荧光、比色、电化学、电化学发光、生物分子逻辑门等分析化学技术及其交叉学科新方法，从理论、方法和手段上进行了创新研究。提出了解决DPI生物芯片非特异性吸附问题的新思路，发展了提高检测灵敏度的表面修饰方法，利用DPI技术实时研究了不同形态的β淀粉样蛋白与受体的相互作用，探索了为什么高分子量的β淀粉样蛋白在AD的演化过程中导致突触可塑性损伤；针对新兴热点DNA分子逻辑门的研究，发展了多种检测手段的生物分子逻辑门，首次把DPI方法用于逻辑门的构建，拓展了DPI在逻辑运算中的应用；利用多种光学、电化学和电化学发光等纳米技术发展了多模式生物传感新方法用于生物分子相互作用研究。构建了酶的级联体系并应用于酶联免疫分析中，实现了生物酶活性的多信号输出模式检测；构建了多模式微小RNA检测平台，在疾病的早期临床诊断方面具有很大的应用潜力。同时针对分析化学的关键科学问题，在提高生物传感灵敏度和选择性、纳米分析材料的制备及增强界面电催化性能方面进行了基础研究。. 发表标注基金号的SCI论文76篇，其中IF>10的 13篇，IF>5的61篇，发表在Anal Chem的有14篇；国内外学术会议做大会、特邀报告 19 次；申请发明专利 8项，获授权发明专利 3 项；培养的研究生获博士学位者 12人，培养并出站博士后2人。项目组成员获国家自然科学二等奖1项，吉林省科学技术一等奖1项，全国创新争先奖1项。超额完成了项目书的预定任务。