科技成果

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成果名称: 多模态集成分子传感器关键技术研究与应用

成果登记号: 9612023J0224

第一完成单位: 西安交通大学

联 系 人: 刘兴华

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

应用行业: 水利、环境和公共设施管理业

学科分类: 生物医学测量学(310.6140)

完成人: 吴春生,王平,张德文,杜立萍,王健,陈炜

成果简介:

   生物传感技术是本世纪新兴的前沿技术之一,在自然科学领域占有重要的地位。分子传感技术是生物传感技术的关键技术,尤其是集成多模态集成分子传感技术,是近年来国际上微纳电子与生物交叉的传感技术热点和前沿和热点之一。近年来,随着微纳加工技术的快速进展,人们利用生物活性材料作为敏感元件,结合不同的微纳器件开发了各种类型的生物传感器,为生物医学、环境保护、健康卫生等诸多领域提供了新的工具和技术手段,具有极其重要的科学意义和应用价值。

   国际上现有的分子传感器功能参数单一,难以满足对多种信息综合分析的实际需要。在国家自然科学基金委员会与金砖国家科技创新框架计划合作研究项目、青年科学基金项目等资助下,本项目围绕多模态集成分子传感技术的关键问题,持续开展了分子传感技术研究。本项目深化了分子传感技术的模型和定量分析方法、采用集成微纳电子与生物相结合方法,提出了多模态分子传感器的设计思想和国际上率先提出了仿生嗅觉与味觉传感技术的设计方法,并在生物毒素检测中开辟了新的检测手段,对国际上分子传感技术的研究方向起到了推进和引领作用。

 

主要成果和创新点如下:

创新点1:提出了适配体分子传感器的设计方法及其用于生物毒素的检测方法,研制出用于食品中生物毒素快速检测的新型分子传感器, 建立了可替代目前分析手段的新的快速生物毒素检测方法。

创新点2:提出了基于集成光电半导体器件的多模态传感芯片设计与加工方法,研制出集成多模态检测与成像系统,并应用于生物信号的多模态检测,探索了其在生物成像领域的初步应用。

创新点3:探索了仿生分子传感器的设计和定量分析方法,对基于受体分子和DNA分子的仿生传感机理及响应特性进行了深入研究,并应用于特异性气味分子和苦味物质的定量检测与分析。

 

   该团队取得的研究成果主要发表在Chem. Rev.Adv. Sci.Biosens. Bioelectron.Sensor. Actuat. B Chem.Anal. Chem.等生物传感领域的国际知名学术期刊,共发表SCI论文84篇,包括1Anal. Chem.封底论文,1ESI高被引论文和1ESI热点论文。提交的8篇代表性论文共有他引218次,单篇最高他引次数144。获中国发明专利授权5项,计算机软件著作权6项。

该团队成员获中国生物医学工程联合学术年会青年论文竞赛一等奖和德意志学术交流中心(DAAD)博士后奖学金。入选陕西省百人计划青年项目、西安交通大学青年拔尖人才等人才计划。担任中国生物医学工程学会生物医学测量分会委员、陕西省医工融合产业技术创新战略联盟专家委员会委员。