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微纳光子生物医学探测材料与技术
发布日期: 2013-10-15     浏览次数: 132

 

微纳光子生物医学探测材料与技术

本项目技术特色

1、基于SERS信号检测的蛋白质芯片技术

利用金属基复合微纳材料的SERS信号作为光学输出信号,构建高灵敏高通量的蛋白质芯片,实现多种蛋白即多种疾病的同时诊断,具有诊断病种多、快速、准确、便捷以及价格低廉的优点。这种基于SERS信号的蛋白质芯片对于获取更多蛋白质组学信息等方面拥有巨大的应用潜力,不仅用于医学,而且在农作物、动物、环境科学等领域中都具有广泛的研究和应用价值。

2、采用先进的纳米合成工艺,能批量生产并提供多种功能化纳米材料,主要包括:

1)生物功能化修饰的纳米光学探针

提供基于金属材料、半导体量子点材料的纳米光学探针,这类探针具有尺寸均一、生物兼容性好、响应特性优异等特点。对于金属材料纳米光学探针,可根据客户需求提供具有特定粒径、形状(球形、棒状、星型、立方体等)、组分(金、银及其合金等)的纳米光学探针粒子,并可对其进行生物功能化修饰,包括引入特定的化学基团、偶联生物分子(蛋白、多肽、核酸等)或标记光学信号(拉曼、荧光等)。此外,提供基于水相半导体量子点的荧光探针。这类荧光探针激发波长范围宽、发射波长范围窄,可以使用同一种激发光同时激发多种量子点,发射出不同波长的荧光;发射峰窄而对称,重叠小;发射波长可通过控制其大小和组成来调节;荧光强度高且稳定性好,可对标记物进行长时间监测;可进行各种生物化学修饰和特异性连接;生物毒性低,从而可进行活体标记和检测。

2)智能纳米药物载体

可提供基于聚合物、二氧化硅、脂质体、四氧化三铁等材料的纳米药物载体粒子。这类载体粒子能实现药物的缓释,保护药物并抑制耐药性,从而提高药效。针对不同的应用需求,客户可订购具有特定功能的纳米药物载体粒子,如能靶向到肿瘤组织部位的载体粒子,具有可控释放药物特性的载体粒子。可根据不同的应用条件,通过纳米修饰技术赋予纳米载体相应的靶向功能。可供选择的靶向基团有:叶酸、RGD多肽及各种针对特殊肿瘤的特异性抗体等。通过这些靶向基团的导向作用,可以将药物准确的输送到特定的组织器官,最大限度提高药物的生物利用度以及生物分布。可通过特殊外界条件刺激作用对纳米载药系统的药物释放行为进行精确控制,能提供pH敏感、温度敏感、磁敏感或复合多重敏感型的纳米药物载体。此外,还可根据客户要求将特定的光学信号集成到载体中,形成光学可示踪的纳米药物载体,以便实时跟踪纳米药物载体粒子在生物体内的分布。

3)复合型纳米材料

复合材料可以通过不同质的组成、不同相的结构、不同含量及不同方式的复合而制备出来,以满足各种用途的需要。其综合性能优于各单组元,并且可以具有单组元所不具备的新性质。可提供基于金属、聚合物、碳纳米管、石墨烯、四氧化三铁、二氧化硅、量子点等材料的复合型纳米材料。可根据客户需求设计并制备具有特定结构的复合纳米粒子。能提供具有上述任意两种及以上不同组分的复合纳米材料,如金属/二氧化硅、金属/二氧化硅/量子点、碳纳米管/金属/四氧化三铁/二氧化硅等。这类复合型纳米材料集多重功能于一体,执行力相比于单一型纳米材料而言获得了大大提升。另外,亦可对这类复合型纳米材料进行生物功能化修饰,如连接核酸、蛋白等生物大分子。

4)光学编码微球

光学编码微球在生物分子检测、LED照明器件等领域具有广阔的应用前景。主要提供三类光学编码微球:1)表面增强拉曼散射(SERS)编码微球;2)荧光编码微球;3SERS和荧光联合编码微球。SERS编码微球制备时主要采用金属、二氧化硅、聚合物等材料。SERS技术光谱宽度窄、不易产生光漂白、背景干扰低且对生物组织无损。SERS巨大的拉曼增强作用使其能达到很高的灵敏度,甚至能实现单分子水平的检测。荧光探测技术快速且简单,是一种常用的生物检测手段。荧光编码微球采用有机染料分子、半导体量子点、聚合物、二氧化硅等材料,这类编码微球亮度高、光稳定性好。然而,由于光谱重叠及共振能量转移效应的影响,单一的光学编码微球能制备出的光谱可分辨码有限,而采用SERS和荧光双模式光学编码,可获得超高的编码容量,对实现高通量多元分子检测或生物成像十分有利。本系列推出的SERS荧光联合编码微球主要基于金属、有机染料分子、量子点、二氧化硅、聚合物等材料。同样,可根据客户要求对上述光学编码微球进行特定的生物功能化修饰。

创业团队的相关专利

1)   “磁性表面增强拉曼散射探针的制备和应用”,发明专利(已授权),专利号:ZL 200710024583.1,授权日期:2009

2)   “一种双模式光学编码探针”,实用新型专利(已授权),专利号:ZL 201220011597.6,授权日期:2012

3)    “一种磁性双模式光学探针及其制备方法”, ,发明专利(申请中),申请号:201110211314.2,申请日期:2011

4)    “一种温敏型表面增强拉曼散射探针的制备方法”, 发明专利(申请中),申请号:201110232779.6,申请日期:2011

5)    “一种基于石墨烯的表面增强拉曼散射探针的制备方法”, 发明专利(申请中),申请号:201210017317.7,申请日期:2012

6)    “氧化石墨烯的表面增强拉曼散射定位药物载体及其制备方法”, 发明专利(申请中),申请号:201210552129.4,申请日期:2012

7)    “一种可控释放药物的纳米载体粒子及其制备方法”, 发明专利(申请中),申请号:201210489897.X,申请日期:2012

8)   “基于金银纳米线阵列的表面增强拉曼散射标记及其制备方法”, 发明专利(申请中),申请号:201210510036.5,申请日期:2012

9)    “三角银纳米片在分离单链DNA中的应用”, 发明专利(申请中),申请号:201210516032.8,申请日期:2012

10)   “一种基于碳纳米管的表面增强拉曼散射探针及其制备方法”, 发明专利(申请中),申请号:201210201403.3,申请日期:2012

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