深圳大学孔彬副研究员&南京鼓楼医院张大淦副研究员综述:不同拓扑形貌的胶体晶体仿生生物检测平台

文摘   科学   2024-07-12 08:00   广东  

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Aggregate (《聚集体》)致力于发表聚集体科学领域的基础和应用研究的重要进展和创新性成果,包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛,单分子层次之上均可视为聚集体。

Aggregate (《聚集体》)鼓励人们打破学科藩篱,实现研究范式的转移,在更高的结构层次上探索更复杂的系统和过程。


文章信息



通讯作者:孔彬(深圳大学),顾洪成(东南大学),张大淦(南京鼓楼医院),卞非卡(南京鼓楼医院)

作者:王欢,张慧,卞非卡*,张大淦*,顾洪成*,孔彬*


Keywords:

biosensors
colloidal crystals
hydrogels
microfluidics
visual detection

原文链接:

https://doi.org/10.1002/agt2.467

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文章简介


随着环境污染和人口老龄化的加剧,人类面临越来越多的健康威胁。疾病的早期诊断和实时监测是获得最佳治疗效果的关键。为此,生物传感器领域迅速发展以用于传感检测各种疾病相关的生物标志物。然而,大多数传感器依赖于昂贵的分析设备和耗时的检测过程,不便于实际使用。

胶体晶体是由无机物质(如二氧化硅)或聚合物(如聚苯乙烯)胶体纳米粒子自组装而成的具有周期性微观结构的材料。由于其独特的微观结构,胶体晶体具有结构色的特征,避免了传统染料和色素光漂白的缺点,在生物传感中具有明显优势。此外,其独特的微观结构增大了比表面积,从而具有更多的识别位点和更高的反应效率。以颜色为编码,不同颜色的胶体晶体可以在同一样品溶液中同时识别不同的生物标志物。在生物传感时,胶体晶体传感器的检测机制主要分为两种:1) 胶体晶体的有序结构发生变形或平均折射率发生改变引起的胶体晶体结构色变化;2) 胶体晶体微载体上荧光、拉曼等信号强度变化。

图1. 用于生物传感的不同形貌胶体晶体

近年来,胶体晶体生物传感平台技术推陈出新,得到了全面发展。本文综述了不同拓扑形状的胶体晶体生物传感平台的研究进展,着重于对胶体晶体拓扑形状的具体讨论和分类(图1)。在这篇文章中,作者根据拓扑形状(微颗粒,膜,纤维)对胶体晶体生物传感平台进行了分类,总结了它们的设计思路、制备方法和生物传感应用。最后讨论了它们当前所拥有的优势、面临的挑战以及未来可能的发展方向,并提出一些见解。相比于已报道的大部分综述,作者希望这篇综述能让读者从拓扑形态角度对胶体晶体生物传感平台有一个全面的了解,从而进一步开拓胶体晶体的发展方向。

以上综述论文以“Bioinspired bioassay platforms derived from colloidal crystals with topological shapes”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为中山大学附属第八医院的王欢博士,通讯作者为深圳大学孔彬副研究员,东南大学顾洪成副教授,以及南京鼓楼医院的张大淦博士和卞非卡博士。

(Aggregate 2023, 5, e467.)


通讯作者


张大淦,南京鼓楼医院,南京市转化医学研究院。2018年毕业于东南大学生物科学与医学工程学院,获得生物医学工程专业博士学位。2019-2020年在东南大学与深圳大学联合培养进行博士后学习。主要研究方向为基于微纳米材料的生物传感器的构建及其在现场快速检测中的应用研究。已发表SCI论文40余篇,第一及通讯作者论文20余篇,其中10篇IF大于10,包括 Nano Today, Small, Chem. Eng. J., Biosens. Bioelectron, Appl. Mater. Today, NPG Asia Mater., J. Nanobiotechnol. Anal. Chem., Sens. Actuators B Chem., Food Chemistry, ACS Appl. Mater. Interfaces, Lab Chip 等;研究成果共申请专利10项,获授权7项;参与过多项国家重点研发计划项目及国家自然科学基金项目。主持国自然青年基金,江苏省青年基金,江苏省卫健委面上项目,鼓楼医院临床研究培育项目,国家博士后基金等多项基金项目。

孔彬,深圳大学副研究员。2020年博士毕业于清华大学生物医学工程专业。2018-2019年在美国加州大学伯克利分校访学。获得深圳市海外高层次人才称号。迄今主持国家自然科学基金、广东省联合青年基金、深圳市博士启动项目、深圳市面上项目、深圳市医学研究专项、博士后面上等项目。共发表SCI论文30余篇,其中以第一作者/通讯作者在 Nature Communications、Advanced Science、Nano Today、Science Bulletin、Bioactive Materials、Chemical Engineering Journal、Nano Research 等期刊上发表SCI论文20余篇。

1. 日本北海道大学龚剑萍教授团队:水凝胶中的聚集态结构及功能

2. 湖南大学功能聚集体实验室团队:水凝胶AIE传感膜实现水环境中汞离子的荧光灵敏检测

3. 南方医科大学皮肤病医院廖玉辉教授、中山大学附属第五医院夏瑾瑜教授等团队:氨基-炔点击水凝胶负载AIE纳米囊泡治疗深度烧伤创面

4. 美国哈佛医学院Y. Shrike Zhang副教授课题组与合作者——微流控气泡发生器助力DLP打印构建组织支架

5. 厦门大学杨朝勇教授 & 福建医科大学吴巧艺主任医师 & 华侨大学刘丹副教授团队:集成微流控芯片技术用于即时检测的新进展

6. 中国科学院新疆理化技术研究所窦新存研究员团队:双组分自组装驱动分子间空间电荷转移用于合成大麻素JWH-018的超灵敏荧光传感


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