獲獎項目簡介
2021年CAIA獎一等獎：基于光譜成像技術(shù)的生命相關(guān)物質(zhì)的檢測識別研究
完成單位：北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院
完成人：那娜，歐陽津，沈曉彤，崔燕云，王樂，王巖，宋權(quán)威，彭曼舒，付強
成果簡介：
本團(tuán)隊針對疾病精準(zhǔn)檢測、早期預(yù)警、快速篩查等重大需求，基于DNA納米材料、小分子熒光探針、金屬納米等材料的設(shè)計，結(jié)合熒光成像、擴(kuò)增技術(shù)、等離子體基元增強熒光、化學(xué)發(fā)光、催化發(fā)光、熒光共振能量轉(zhuǎn)移、化學(xué)發(fā)光能量轉(zhuǎn)移、陣列識別等技術(shù)，對離子、小分子、miRNA、蛋白質(zhì)等生命相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行檢測、快速識別及癌癥診療研究。研究內(nèi)容包括：核酸的納米材料構(gòu)建及腫瘤原位成像與診療研究、小分子熒光探針的合成及生物成像檢測、等離子體基元增強熒光納米探針及生物成像檢測應(yīng)用、基于納米材料的化學(xué)發(fā)光檢測成像及識別研究。相關(guān)研究在Adv. Funct. Mater., Chem. Sci.、Small、TrAC-Trend. Anal. Chem.、Anal. Chem.等期刊上共發(fā)表SCI論文62篇，影響因子5.0以上52篇；授權(quán)國家發(fā)明專利5項，1項轉(zhuǎn)讓。相關(guān)成果受到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，他引次數(shù)超過1000次。完成國家自然科學(xué)基金9項，團(tuán)隊成員先后獲得國家自然科學(xué)基金青年基金資助、中國化學(xué)會青年化學(xué)獎、中國化學(xué)會分析化學(xué)專業(yè)委員會頒發(fā)的女分析化學(xué)家獎等獎項。同時，該申報團(tuán)隊與國內(nèi)多家科研單位、醫(yī)藥及高校建立了良好的合作關(guān)系，積極拓展相關(guān)成果技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)及成果轉(zhuǎn)化。
創(chuàng)新點及科學(xué)價值：
1）構(gòu)建多種核酸納米材料，開展腫瘤原位成像與診療研究，首次提出了活細(xì)胞內(nèi)的核酸等溫擴(kuò)增技術(shù)，設(shè)計了獨特的多維高負(fù)載的納米材料，并保持負(fù)載物之間的活性互不干擾，還提出了單分子檢測及堿基錯配分析的有效途徑。
2）設(shè)計多種小分子熒光探針，實現(xiàn)了單一分子對同源性結(jié)構(gòu)相似物質(zhì)的直接檢測和可視化過程監(jiān)測，為代謝過程研究提供了重要依據(jù)；AIE小分子探針復(fù)合材料的設(shè)計，為重要物質(zhì)檢測、DNA測序、單堿基突變及蛋白構(gòu)型監(jiān)測提供了有效方法。
3）構(gòu)建多種等離子體基元增強熒光納米探針，改善了傳統(tǒng)熒光探針的光學(xué)性能，簡便、穩(wěn)定、成本低，為生物物質(zhì)高靈敏檢測提供了有效途徑，并借助陣列識別技術(shù)，進(jìn)一步提高了傳感器陣列的識別性能。
4）設(shè)計多種納米材料化學(xué)發(fā)光的檢測識別體系，結(jié)合低溫等離子體、金簇介導(dǎo)的魯米諾催化、能量共振轉(zhuǎn)移、熒光量子點等技術(shù)，提高了檢測性能，并構(gòu)建納米傳感器陣列，為高通量分析和篩選提供了便捷途徑。
社會經(jīng)濟(jì)效益：
研究成果能夠?qū)?fù)雜生物樣品進(jìn)行快速、高靈敏檢測，并且成本低，裝置簡單，操作便捷，利于推廣，在國內(nèi)外產(chǎn)生了重要影響。授權(quán)專利5項，其中1項已經(jīng)轉(zhuǎn)讓。后續(xù)的光學(xué)檢測裝置、分子及納米探針等仍在繼續(xù)開發(fā)和研究，并與中科院上海光機所、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院、清華大學(xué)等多家單位開展合作，推動了診療檢測新方法的應(yīng)用及發(fā)展。
應(yīng)用前景：
綜合多種技術(shù)手段，構(gòu)建了多種分子探針和功能性納米材料，在疾病精準(zhǔn)檢測、早期預(yù)警、快速篩查等領(lǐng)域具有較好應(yīng)用前景。
