2020年CAIA獎一等獎獲獎項目成果簡介：光電化學分析新體系的構建及在生物分子檢測中的應用
完成單位：青島科技大學化學與分子工程學院
完成人：丁彩鳳、徐升豪、張鵬、張倩、王衛、羅細亮
成果簡介：
本項目以生命分析中的生物分子精準檢測為目標，致力于疾病相關標志物的簡便、靈敏、特異性光、電化學檢測新方法研究，發展了光電電化學檢測新體系與新技術，實現了復雜生物體系中生物活性分子的高效檢測，取得了系列創新性的成果，主要成果如下：1）構建了在復雜生物體系中準確檢測生物分子的抗污染生物傳感器，實現了復雜生物樣品如血液中疾病相關生物分子的無干擾直接檢測。2）設計合成了比率型熒光分子探針和親水性多功能納米熒光探針，提高了熒光探針的選擇性和靈敏度，降低了細胞內背景熒光的干擾，成功應用于細胞內生物分子的檢測。3）發展了基于功能納米材料的同時檢測多種細胞內活性物質的熒光檢測和成像新方法，實現了不同疾病的可視化快速篩查。項目進行期間，完成國家自然科學基金、山東省杰出青年基金等省部級以上科研項目 5 項，相關研究成果在 Anal. Chem., Chem.Commun., Biosens. Bioelectron., ACS Appl. Mater. Interfaces 等國際重要學術期刊上發表研究論文共計 46 篇（影響因子均大于 5.0），并得到了國內外同行的認可和高度評價，在生命分析領域產生了積極的影響。
創新點及科學價值：
1）利用兩性多肽等生物相容性好的復合材料修飾電極，構建了抗污染的比率型光電化學傳感分析新體系與新技術，實現了復雜實際樣品中疾病標志物的特異性檢測。
2）構建了系列新型的比率型熒光探針，降低了復雜生物體系背景熒光干擾，實現了復雜體系中疾病標志物和細胞內活性物質的高靈敏光學檢測。
3) 制備了新型的納米探針體系，實現了的快速篩查和細胞內生物分子的成像研究，在腫瘤等疾病的快速診斷和疾病定位等方向開展了創新性工作。
社會經濟效益：
本項目的研究成果，是抗污染的生物傳感器、比率型的熒光檢測探針、可視化的成像及快速篩查材料和檢測裝置，能夠在復雜樣品中，消除大量共存的生物分子的背景熒光干擾和非特異性吸附，實現高選擇性的電化學或者光學檢測，可以廣泛應用于疾病診斷及醫養健康等領域。因此，隨著人們對自身健康的關注度不斷提升，該類靈敏度高、特異性好的光電傳感體系預期能夠滿足臨床應用的市場需求，將產生重要的經濟和社會效益。
應用前景：
項目研究中建立的生物活性分子光電化學檢測方法，與傳統的各種檢測方法相比，靈敏度有了很大提高，更重要的是具有良好的選擇性，且可以在復雜生物樣品中進行目標物的精準檢測、快速篩查或成像。本項目組將與青島市中心醫院等相關單位進行交流合作，將所取得的這些研究成果，從醫學檢測的角度，進行大量的實際樣品檢測驗證提高方法的可靠性，并進一步的簡化分析檢測的步驟。在理論研究的基礎上，密切聯系實際，同時提高檢測靈敏度、選擇性和準確性的同時，簡化分析檢測過程，降低成本，使研發的分析檢測方法在臨床檢測方面得到應用。
