基于光点击化学微流控法构建量子点单模激光微腔生物传感器的研究

基本信息
批准号:21805107
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.60
负责人:刘岩
学科分类:
依托单位:吉林化工学院
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:沈启慧,吕洋,刘曼,单驿轩,徐欣辰,高汉良
关键词:
单模激光微流控光点击化学生物传感器量子点
结项摘要

Miniaturization, high-sensitivity, high-throughput are new requirements for peoples proposed to public safety, the environment, health care analytical techniques. Although the biosensors made remarkable achievements, most of them attached labels to the samples and reduced the detectable efficiency of valuable information from the original systems. Optical resonances known as whispering gallery modes, the change in the surrounding index of refraction shifts the whispering gallery modes spectral peak and offers the potential for trace detection of molecules near to, adsorbed onto or bound to the micro-spherical cavities sensor elements without labeling. In order to simplify the test device, increase the specificity and sensitivity detection of biomolecules, we intend to construct a biosensor of single-mode laser emission from quantum dots. On the flow-focusing microfluidic chip, the microspheres with 9μm in diameter were rapid polymerized through the “click” chemistry between mercapto-rich quantum dots/SiO2 submicron particles and double-ended en/yn compounds. And the microsphere particle size variation coefficient was less than 5%. Meanwhile, the biosensor of single-mode laser emission from quantum dots were received after numerous amino/carboxyl group assembled onto the surface of microsphere and specific modified by the biolomoleculars. Possible multiplexing applications can be extended to a microfluidic/ microarray approach, and high-sensitivity detection of high-throughput screening of multi/label-free biomolecules. With prospects of such a bright future, we are confident these optical resonators will make grand contributions for improved high-sensitive detection of disease as well as high-throughput screening of lead compounds in drug discovery and so on.

微型化、高灵敏、高通量是人们对公共安全、生态环境、健康医疗的分析检测技术提出的新要求。虽然生物传感器取得瞩目的成绩,但绝大部分传感器都需要对分析样品进行标记化处理,降低了从原始体系中获得有价值信息的效率。而基于回音壁模式的微腔传感器能够精确地探知腔体附近或吸附在表面的、未经标记的单分子。为简化测试装置、提高生物分子检测的灵敏度和特异性,拟构建量子点单模激光微腔生物传感器。在流式聚焦型微流控芯片上,利用光点击化学反应将表面富含巯基的量子点亚微米颗粒与双端烯/炔化合物迅速聚合成直径为9μm的量子点/二氧化硅微球,保持微球粒径变异系数<5%,同时微球表面组装氨基、羧基等活性基团,经生物特异性修饰,完成量子点单模激光微腔传感器的构建。该技术有助于构建量子点激光可调谐的悬浮传感器阵列,实现单一激发光源的高通量、多组分、免标记生物分子高灵敏检测,推动疾病高灵敏检测、药物有效成分的高通量筛选等技术发展。

项目摘要

微型化、高灵敏、高通量是人们对公共安全、生态环境、健康医疗的分析检测技术提出的新要求。为简化测试装置、提高生物分子检测的灵敏度和特异性,拟构建量子点单模激光微腔生物传感器。本项目在流式微流控芯片上,利用光化学反应将量子点与甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯迅速聚合成直径为9μm的量子点荧光微球,微流控技术精确控制量子点复合微球的原位生长,确保微腔的光学性质、单分散性、形貌、直径(~9μm)和粒度分布等性能。重点研究微流控制备技术的条件控制问题,通过设计新型微流控芯片,从根本上解决微流控制备微球的固化效率、速率、精密度等问题,控制微球粒径变异系数<2.5%, CV<15%,光固化时间~20min。该技术适用于其他功能型微球的制备,例如:磁性微球,形成具有自主知识产权的平台技术。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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