獲獎項目簡介
2018年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介：針對氣體信號分子和活性氧物種的熒光分析方法
完成單位：華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
完成人：王素華、孫明泰、余歡、閆葉寒、張奎、張亞嬌、馬芳、余龍、李慧慧、朱后娟
成果簡介
氣體信使分子和各類活性氧（ROS）物種等在生命過程中發(fā)揮著重要的信號傳導(dǎo)和生理調(diào)節(jié)功能。本項目聚焦這些與生命活動密切相關(guān)的活性物種的高靈敏檢測，基于熒光分析方法的高靈敏實時在線分析的優(yōu)勢，將分子識別原理與熒光增強/比率方法相結(jié)合，通過構(gòu)建熒光開關(guān)，表面功能修飾以及金屬配合物的熒光功能化等策略，開發(fā)了系列針對氣體信使分子（H2S，NO，CO，SO2）和ROS（HClO，O3，·OH，NO2等）高選擇性和高靈敏度分析檢測的新原理與新方法。所發(fā)展的幾種方法具有響應(yīng)時間短、檢測限低、抗干擾等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化快速檢測。這些研究成果在分析檢測領(lǐng)域的國內(nèi)外重要期刊上發(fā)表論文21篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利6項，引起國內(nèi)外生化分析和檢測領(lǐng)域的關(guān)注。
創(chuàng)新點
該系列研究從識別機理的設(shè)計、檢測靈敏度與選擇性的提升、熒光信號輸出模式的優(yōu)化等方面進行突破，將分子識別原理與熒光增強/比率方法相結(jié)合，創(chuàng)造性地開發(fā)了系列針對氣體信使分子和ROS高選擇性和高靈敏度分析檢測的新原理與新方法，為新型熒光分析檢測平臺的建立、不同目標物識別原理的設(shè)計等方面開拓了重要的思路：
1、針對氣體信使分子的高選擇性檢測，構(gòu)建了分子結(jié)構(gòu)響應(yīng)的熒光開關(guān)，并通過有機分子功能設(shè)計與反應(yīng)性能調(diào)控，建立了新的熒光增強/比率分析體系。
2、發(fā)展了熒光納米材料如量子點、金團簇、碳點等的表面功能修飾以及構(gòu)建熒光比率新體系的通用方法。
3、基于配位原理，發(fā)展了有機金屬配合物的熒光功能化新策略。
科學(xué)價值
本項目成果為研究氣體信使分子和活性氧物種的產(chǎn)生，遷移以及功能作用提供了檢測和分析基礎(chǔ)，對氣體污染的程度和發(fā)生也可提供有價值的數(shù)據(jù)分析，對于生命科學(xué)和環(huán)境分析的前沿研究具有重要科學(xué)意義。
應(yīng)用前景
該成果中熒光傳感分析原理與方法的建立對于生物、環(huán)境、食品安全以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域均有潛在的應(yīng)用前景。基于熒光分析方法的高靈敏實時在線分析的優(yōu)勢，可用于生命過程中活性分子的濃度水平及其動態(tài)變化的分析，如探索氧化應(yīng)激引起的生命過程的變化、疾病的發(fā)生和發(fā)展，跟蹤信使分子的釋放及其穩(wěn)態(tài)濃度，探索其更深入的生理作用；可用于構(gòu)建針對特征環(huán)境污染物的光學(xué)識別器件，為氣體污染物的監(jiān)測與防控提供基礎(chǔ)。此外，該方法還可以用于食品中二氧化硫以及亞硝酸鹽等添加劑的分析檢測，保障食品安全。
