獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2020年CAIA獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成果簡(jiǎn)介：基于天然生物大分子的熒光分析及應(yīng)用研究
完成單位：生物多糖纖維成形與生態(tài)紡織（青島大學(xué)）國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
完成人：譚業(yè)強(qiáng)、郝龍?jiān)啤⑼跞铩⒕捃娖健⒃A
成果簡(jiǎn)介：
該項(xiàng)目研究了天然生物大分子如海藻多糖類、蛋白質(zhì)類物質(zhì)的熒光效應(yīng)及其應(yīng)用。首先，揭示了海藻類生物大分子的聚集誘導(dǎo)熒光發(fā)射效應(yīng)，系統(tǒng)闡述了海藻酸鈉分子的發(fā)光機(jī)理，進(jìn)一步證明簇聚誘導(dǎo)（CTE）發(fā)光機(jī)理，對(duì)探尋新的生物發(fā)光體系和設(shè)計(jì)新型生物熒光分子具有重要的科學(xué)指導(dǎo)價(jià)值。其次，重點(diǎn)針對(duì)牛血清蛋白（BSA）的簇聚誘導(dǎo)熒光發(fā)射開展了濃度效應(yīng)、激發(fā)波長依賴性以及pH 影響等研究，探明了非芳香族氨基酸在蛋白質(zhì)發(fā)光中所起的重要的作用，為蛋白質(zhì)生物發(fā)光的研究提供了新的啟示。最后，研究了天然蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的本征近紫外光致熒光現(xiàn)象，探討了其作為濃度探針在靈敏檢測(cè)纖維素酶蛋白轉(zhuǎn)移效率中的應(yīng)用。本成果可應(yīng)用于光電子器件、藥物釋放、化學(xué)/生物探針，生物成像、生物傳感、防偽等方面，市場(chǎng)需求量巨大。相關(guān)成果已在Angew. Chem. Int. Edit., Adv. Mater., Biomacromolecules, Carbohyd. Polym., Cellulose等國際著名期刊發(fā)表，受到了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和高度評(píng)價(jià)。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：
本研究通過流變學(xué)等手段系統(tǒng)研究了海藻類、蛋白類天然生物大分子的聚集誘導(dǎo)熒光發(fā)射機(jī)理和效應(yīng)，并利用蛋白質(zhì)大分子的本征近紫外光致熒光作為濃度探針揭示了纖維素酶向紡織材料表面的轉(zhuǎn)移效率。近年來，對(duì)天然生物大分子物質(zhì)熒光效應(yīng)的研究引起廣泛關(guān)注，天然生物大分子物質(zhì)具有良好的親水性、鏈柔性、結(jié)構(gòu)可調(diào)性、生物相容性，具有重大科學(xué)和應(yīng)用價(jià)值。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：
基于天然生物大分子的熒光技術(shù)具有穩(wěn)定性好、毒性低、生物相容性好、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于光電子器件、藥物釋放、化學(xué)/生物探針，生物成像、生物傳感等方面，市場(chǎng)需求量巨大。該技術(shù)所需設(shè)備簡(jiǎn)便、效果顯著，成果容易實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到相關(guān)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化，對(duì)其深入研究將為現(xiàn)有技術(shù)帶來創(chuàng)新性改進(jìn)，并能開拓新的市場(chǎng)空間，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
應(yīng)用前景：
自2017年以來，該項(xiàng)目成果應(yīng)用于纖維素類材料的生物拋光生產(chǎn)工藝中，通過開發(fā)的靈敏蛋白熒光探針快速、有效監(jiān)測(cè)和調(diào)控處理液中纖維素酶蛋白濃度的變化，有效保持處理液中有效酶成分的恒定，大幅提升了加工產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)穩(wěn)定性。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，該技術(shù)可使檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間顯著減少，檢測(cè)準(zhǔn)確性大幅提升，為相關(guān)單位帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。下一步，該成果將進(jìn)一步推廣至光電傳感、生物成像等行業(yè)領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。
