池毓务教授科研工作

工作一  腐殖质(Humic substances, HS),作为一种最为广泛存在的天然有机材料,对农业,环境和生物医学有着重要的作用。我们系统地研究了腐植质,包括三种不同来源的腐殖酸(humic acid, HA)和一种富里酸(fulvic acid, FA)的微观结构。结果显示,四种HS都含有大量的碳纳米材料,主要为氧化石墨烯纳米片或含氧基团修饰的石墨烯纳米片。这些CNMs表现出许多独特的光学性质,包括紫外-可见吸收、荧光、电致化学发光等,因此可以被认为是天然碳基量子点(CDs)。该发现让我们对HS有了新的理解,同时这些天然CDs所具有的独特的发光性质使HS在生物成像,生物医学,传感和光电等领域有了潜在的应用。相关工作发表在Sci. Rep. 5, 10037; doi: 10.1038/srep10037 (2015) 

工作二 基于C3N4纳米片-纳米金杂化材料的电致化学发光免疫传感器研究:申请人发现单纯C3N4纳米片在高容易发生电化学还原钝化,使信号衰减很快,不利于构建稳定的电致化学发光传感器。为此申请人通过原位沉积金纳米粒子可以解决电化学钝化问题,使传感信号更加稳。在此基础上我们构建了检测癌胚抗原的高灵敏电致化学发光传感器,论文已经发表在Anal. Chem., 2014, 86, 41884195上。

纳米金杂化C3N4纳米片ECL       ECL免疫传感器用于CEA检测


工作三 基于Au-g-C3N4/适配体-聚电解质膜复合传感界面的电致化学发光传感器研究:利用Au-g-C3N4良好的ECL活性、成膜性和稳定性构建固态ECL内传感器,在此基础上通过带正电的聚电解质PEI与目标物的核酸适体的静电作用层层组装致密传感层,阻断ECL共反应物进入内传器,产生低的ECL背景;利用目标物与核酸适体的专一性作用产生空间构象的变化,从而使传感层通透性明显改变,大量共反应物进入内传感而产生强的ECL增强信号。该新型传感器具有灵敏度高、选择性好、通用性好、免标记等优点,已经用于环境雌激素双酚A的检测,取得良好的效果。相关研究工作已经发表在Chem. Commun., 2015, 51, 1035-1038上。

 

          目标物-适配体作用控制膜          低ECL背景、免标记、高灵敏、选择性好

工作四 碳量子点荧光功能化有机框架材料合成及化学传感应用: 申请人把碳量子点包裹到金属有机框架材料(ZIF-8)中制备获得碳量子点功能化金属有机框架复合材料。该纳米复合材料既保持碳量子点原有的高量子效率和对铜离子传感的选择性,又具有金属有机框架材料对小分子与金属离子优良和专一富集特性,从而获得对铜离子高灵敏和高选择性的传感,检测限与传统荧光法相比可降低约2个数量级左右。该新型纳米复合材料已经成功应用于环境水中痕量铜离子检测。研究成果发表在Anal. Chem. 2014, 86, 1223-1228上。

            MOFs放大碳量子点对金属离子传感   量子点功能化MOFs的表征


工作五 电致发光功能化有机框架材料合成及高灵敏汞离子传感应用:我们首次合成一种新颖的联吡啶钌(II)功能化的 MOFs 材料(RuMOFs),这种 MOFs 材料能够通过离子响应发生解离并释放装载在其中的客体分子。RuMOFs 在含有 H+ 和多种金属离子的水溶液中表现出非常好的稳定性,但它会灵敏且特异性地被 Hg2+ 诱导解离,从而释放出大量的 Ru(bpy)32+基于RuMOFs对汞离子的响应建立了一种超灵敏检测 Hg2+ 的电化学发光传感方法(检测限0.5pM),并可应用于实际检测。研究成果发表在Anal. Chem. 2015, 87, 4864–4870上。


 


 

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