获奖项目简介
2021年CAIA奖二等奖:基于分子印迹聚合物的化学传感构建策略
完成单位:临沂大学材料科学与工程学院;中国科学院烟台海岸带研究所;青岛大学材料科学与工程学院
完成人:徐守芳,李博伟,刘敬权,陆宏志,陈令新,陈涛
成果简介:分子印迹聚合物对目标检测物具有特异识别作用,基于分子印迹聚合物发展新型化学传感分析方法,如分子印迹荧光传感、分子印迹电化学传感,用于复杂基质中典型污染物的高灵敏、高选择性检测分析,对于构建健康生态环境、保障食品安全具有重要意义。本项目以典型有机污染物(如酚类雌激素、三嗪类除草剂)、重金属离子(如Ag+、Pb2+、Hg2+)、生物分子(如蛋白质、葡萄糖)等为研究对象,成功构建多种分子印迹基化学传感,如分子印迹荧光传感构建、分子印迹电化学传感构建,通过形貌控制、传感模式构建、信号放大技术等,显著提高分子印迹基化学传感的灵敏度。进一步开发基于分子印迹化学传感的微流控平台构建,实现现场快速、高效检测和检测设备的小型化。在基础研究和应用研究领域均取得了系列原创性研究成果,在Analytical Chemistry, Biosensors and Bioelectronics, Chemical Communication, ACS Sensors等期刊发表SCI收录期刊论文40余篇。主持分子印迹聚合物相关国家自然科学基金3项,山东省自然科学基金5项,所组建的功能高分子材料研究团队2019年度被评为山东省青年创新团队。
创新点及科学价值:
针对分子印迹化学传感检测灵敏度偏低的问题,从分子识别、信号转化和信号放大三个层次入手,通过形貌控制和信号放大手段 提高单发射单一目标物的检测灵敏度;构建多种参比型和可逆信号变化型分子印迹比率荧光传感,实现对目标物的高灵敏检测和可视化检测;通过双参比和双通道检测模式的构建,实现两种检测物的同时荧光检测,为基于荧光信号输出的多元检测奠定基础。将分子印迹技术与微流控纸芯片技术相结合,实现分子印迹材料与微流控纸基材料的融合。制成分子印迹纸芯片用于生物蛋白质、重金属污染物、多环芳烃等多种污染物的定量检测。新型3D折纸微流控纸芯片的设计使芯片节能便携,检测更加精准,使用更加便捷。
社会经济效益:
本项目分子印迹基化学传感,能够在复杂样品中实现高选择性检测,可以广泛应用于环境、食品、生物等复杂样品有机物、重金属离子、蛋白检测。因此,将产生重要的经济和社会效益。
应用前景:
分子印迹基化学传感具有良好的选择性,可以在复杂生物样品中进行目标物的精准检测。本项目将为环保行业、食品行业、生命医养健康行业的高选择性高灵敏度快速检测提供了强有力的技术支撑和保障。