多维度限域纳米空腔组装体中生物分子的基本行为及生物分析新方法研究

生命体中生物分子的尺寸在纳米级，它们通常在微纳米限域的空间或界面发挥其重要的生理功能。本项目提出了时空限域纳米空腔这一概念，通过研究限域条件下生物分子的基本行为，创建基于多维度限域纳米空腔组装体的生命分析新方法，为从分子层面上探索生命过程提供有力的工具。针对纳米生物分析这一交叉研究领域的基本问题，项目拟利用多维度限域纳米结构基本单元与DNA、高分子聚电解质等相结合，构建性质稳定、尺寸可控的多维度限域纳米空腔组装体；将生物分子如酶、蛋白质、抗原/抗体等引入该限域空腔，结合微纳流控技术构建多维度限域纳米空腔组装体基本研究单元；从分子层面上研究多维度限域纳米空腔组装体中生物分子的生物催化、分子识别与多酶串联反应机制等的基本行为，同时探索外场对上述基本性质的调控作用，进而创建基于多维度限域纳米空腔组装体的生命分析新方法。

经过近四年的努力探索, 圆满完成了研究计划，实现了预计各项科学目标，在生物分子界面行为研究方法、生物分子与功能纳米材料相互作用、纳米通道质荷输运特性、生物分子-多维限域纳米空腔材料组装与生物分析新方法与新技术等方面取得了具有自主知识产权的系列研究成果，建立了有特色的界面分子识别与反应的研究平台，阐述了界面特性调控生物分子的构效规律，建立了多种多维限域纳米结构材料的制备方法和发展了多个基于新原理的生物分析方法和相应的高性能生物传感器，产生了国际影响。这些成果丰富和发展了分析化学基本原理和相关学科的内涵，为认识生命过程、构建高灵敏生物分析方法奠定了基础。. 本项目已发表与录用论文108 篇（104 篇为SCI 刊物）(其中IF>3.0 刊物90 篇；>5.0 刊物50 篇，包括Nat. Commun. 1 篇，Angew. Chem. 1 篇，Acc. Chem. Res. 1 篇，ACS Nano 2篇，Adv. Funct. Mater. 1 篇，Small 2 篇，Anal. Chem. 12 篇，Chem. Commun. 12 篇，Chem.Eur. J. 1 篇，Lab Chip 3 篇，Biosen. Bioelectron. 8 篇，Sci. Rep. 2 篇，J. Mater. Chem. 3 篇，Int. J. Cardiol. 1 篇，申请发明专利11 件，授权发明专利12 件。参加国际会议92 篇次，其中大会和邀请报告50 次。获教育部自然科学一等奖1 项，个人荣誉奖7 项。