学生课外学术立项申报书——化学系.doc

编号： XXX学院学生课外学术科技立项申报书 课题名称： 植物组织生物传感器的研制及其 在生物小分子测定中的应用 申请者： 所在学院： 年级、专业： 指导老师： 申请日期： 项目类别（在相应的类别上打）A、自然科学类论文B、发明制作类C、社会科学类论文 6申请者姓 名性 别出生年月政治面貌所在学院专业年级学 历本科在读联系电话其他联系方法申请者曾承担科研项目及完成情况课 题 名 称批准时间完成情况申请者本人近几年以来的主要研究成果（注明刊物的年、期或出版社、出版日期）、参与过的项目、获奖情况等合作者情况姓 名性别年龄学 历学 院专 业 班 级申请者所在院系分管科研的领导对该项目的基本评价XXX同学有关植物组织生物传感器的研制及其在生物小分子测定中的应用研究，是一项很有意义的工作。植物组织生物传感器是一种简便、快速、价格的检验生物小分子的方法，目前在国外已有报道，但在国内研究较少。该项工作将运用化学、生物等专业知识，有利于学生综合能力的培养。课题目标一旦实现，将有一定的应用前景。特此推荐。 签章： 年 月 日院系意见 签章： 年 月 日编号： Xxxxx学院学生课外学术科技立项申报书 课题名称： 植物组织生物传感器的研制 及其在生物小分子测定中的应用 申请年度： 2010年 研究课题名 称植物组织生物传感器的研制及其在生物小分子测定中的应用所属类别（ A ）A、自然科学类论文B、发明制作C、社会科学类论文起止时间成果形式论文申请经费总 额其它经费来源一、 项目的基本内容，项目研究的目的基本思路，国内外研究现状、水平和发展趋势，本研究达到的科学技术水平和预期社会经济效益生物传感器是一种集现代生物技术与先进的电子技术于一体的高科技产品。从1962年，Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有50 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。与传统的化学传感器和离线分析技术相比, 生物传感器具有许多不可比拟的优势，如高度特异性，灵敏度高，选择性好，成本低廉，能在复杂的体系中进行快速在线的连续检测。尤其是可通过化学修饰对生物传感器表面进行分子设计，使其成为分离、富集和选择性三者合而为一的理想体系，从而使生物传感器在临床诊断、食品分析、质量控制、环境检测等领域展现出十分广阔的应用前景。植物组织电极是利用天然植物中存在的酶直接作为生物催化剂的一种生物传感器。自从1981年Kuriyama首次成功地研制出利用南瓜组织薄片与二氢化碳电极组成测定谷氮酸的植物组织电极以来, 选材方式按植物根、茎、叶、花、皮果实和种子等各种形式的植物组织电极相继问世，这一领域的研究已愈来愈受瞩目。随着固定化技术的研究与应用,植物组织电极作为生物催化材料，可以直接在体液、发酵液、废水等复杂试液中选择性分析测试底物,试液不需透明澄清,不必预处理操作简单,用样量少,测试时间短，分析结果以电信号输出，易于自动化监测。生物组织电极既具有酶电极的一些性能优势，又省去了酶电极法的分离、固定化酶步骤, 具有制作简单、价格低廉、使用寿命相对较长等优点。本项目的基本思路是：1、以天然植物作为酶源，从植物中（蘑菇、马铃薯、香蕉、茶叶等植物中选材）提取多酚氧化酶等活性组织。2、对不同植物中活性酶的提取工艺进行研究比较，优化方案设计。3、采用适当的固定化技术，将多酚氧化酶等活性组织作为敏感材料修饰到电极表面，制备出对某此生物小分子具有识别作用的生物传感器。4、选择适当的电化学方法对生物传感器的性能开展研究。5、以分子识别部分去识别被测目标（主要包括多巴胺，以及一些生物小分子）将制备的植物组织生物传感器用于一些生物小分子的测定。植物组织电极虽然在近三十年的历史发展过程中取得了可喜成绩, 预示着广阔的发展前景。但由于目前人们对各种组织的内在功能实质了解得尚不透彻，从整体说, 此类电极的研究仍属早期阶段。植物组织电极还存在以下几方面的问题：一是选择性问题，由于组织切片不象经分离纯化的酶那样,含酶单一而选择性好，因此，提高选择性是开发一支新组织电极首先碰到也是较为困难的一项任务。二是重现性问题，植物组织电极需在使用过程中随时进行校正，每制备一支新组织电极, 需制作校正曲线。三是电极的寿命问题，由于生物催化膜的寿命有限, 一般在几天至几周。四是响应时间问题，由于细胞膜的屏障作用, 使底物扩散受阻, 响应时间一般比酶电极及其它类型传感器长一些。五是理论问题，目前人们的注意力较集中于寻找合适的酶源组织、选取组织切片部位及厚度、生物催化剂活性的保持和延长、选择合适的激活剂和抑制剂、探索测量的最佳条件等方面，对电极响应机理方面的研究基本属于空白。目前人们除在继续开发新系列植物组织电极和完善现有电极系列外, 在生物活性膜的固定化技术方面、提高组织电极的响应特性等方面正在开展积极的探索，从而实现修饰电极分子层的可控累积和精确控制，以求解决重现性问题。我国有丰富的植物资源，但在植物组织电极的研究方面起步较晚。目前这方面的研究报导较少。但可以预见植物组织电极在食品检测、生物医学和临床检查中将会有广阔的前景。同时通过本项目的实践训练，掌握科学研究的基本思路与基本方法，提高实践能力和独立分析问题、解决问题的能力，提高自身的综合素质。二、项目的研究思路和方法，技术路线、实验方案及可行性分析（包括过去的研究工作基础、现有条件）研究思路：该立项在前人工作的基础上，根据实验室的具体条件，借助电化学等方法，对植物组织生物传感器进行研究。通过对植物组织修饰电极的电化学性质研究，寻求高选择性、高灵敏度的分子识别的分析化学应用体系，通过对测定条件的选择与优化，建立快速、简便、灵敏的测定多巴胺及一些小分子物质的分析方法，并用于实际测定。研究内容与实验方案： 1、生物传感器的应用及国内外研究趋势。2、生物活性组织的提取，从植物中（蘑菇、马铃薯、香蕉、茶叶等植物中选材）提取多酚氧化酶等活性组织。3、植物组织修饰电极的制作，包括制作条件的选择、优化。4、植物组织修饰电极的电化学响应特征。采用循环伏安法、示差脉冲法、电流-时间曲线等方法对修饰电极的电化学性质进行研究。5、影响修饰电极测定的主要因素，如用量、反应的酸度、介质、反应的时间、温度及其它条件的选择与优化。 6、生物小分子在修饰电极上催化响应。7、定量测定的线性范围和检测限，干扰情况等 8、方法的准确度、重现性与灵敏度9、生物传感器的应用等可行性分析：1、实验条件：现有CHI660电化学工作站、KQ-100B型超声波清洗器、电子分析天平、氮气、三电极系统（金电极、217型饱和甘汞电极、铂电极）等。所有试剂都是分析纯，实验用水采用石英二次重蒸水。这些现有条件为实验的顺利进行做了保障。2、技术指导：有丰富的资料和富有经验的指导教师。3、课题组成员有前期参与科技活动的经验。三、作品的实际应用价值和现实意义（A、C类），作品的使用范围及推广前景及市场分析和经济效益预算（B类）生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。我国有丰富的植物资源，植物组织电极在食品检测、生物医学和临床检查中将会有广阔的前景。该立项利用研制的植物组织多酚氧化酶电极，寻求简便、快捷、有效测定多巴胺等有机小分子物质的方法，并将努力推广与实践中。生物传感器的研究与应用仍然具有很大的发展潜力，是军事医学中、临床医学中的重要主题，对于生物传感器的微型化、集成化、智能化、实用化有重要意义。植物组织目前研究起步较晚，继续开发新系列植物组织电极，完善电极在生物活性膜的固定化技术，提高组织电极的响应特性等方面还需进行积极的探索，进一步深入研究具有十分重要的意义。四、本项目研究的进度安排、中期成果、最终成果（请注明成果形式和数量）。有助于理解、评审的现有技术和参考文献检索目录实验进度安排： 2010.5.10-2010.5.30文献检索，精读其中的重要文章。 2010.5.10-2010.5.30药品准备，熟悉仪器。2010.6.1-2010.7.10 生物活性组织的提取，选择蘑菇、马铃薯、香蕉、茶叶等提取多酚氧化酶等活性组织的方法研究。2010.9.11-2010.9.30植物组织修饰电极的制作，包括制作条件的选择、优化2010.10.1-2010.12.30 植物组织修饰电极的电化学响应特征。2011.2.21.-2011.4.20 生物小分子在修饰电极上催化响应.2011.4.20.-2011.5.20 论文的写作与整理。中期成果： 植物组织修饰电极的制备及电化学响应特征，应用所制得的多酚氧化酶电极多巴胺及一些小分子物质进行初步分析。最终成果： 结合实验获得的数据、图表、结论，整理论文一篇。参考文献：1覃柳,刘仲明,邹小勇.电化学生物传感器研究进展.中国医学物理学杂志, 2007, 24(1):60-63.2 熊海涛,郑行望,唐志华.多酚氧化酶电化学发光生物传感器的研制及其应用.理化检验一化学分册, 2008, 44(8):709-710.2 朱连德,朱果逸.电化学发光传感器研究进展J.分析科学学报, 2003, 19(3): 277 -279.3 黄婷婷,周建华,彭谦,梁汝萍,蔡沛祥.基于溶胶凝胶固定技术的扑尔敏传感器. 中 山大学研究生学刊, 2003,24(3):41-46.4 黄振芳,崔莉凤,韩暄,镪强畈.抗生素修饰酚酶生物传感器的研制及性能测试.化学传感器,1998,18(4):43-46.5 陈德华,黄远峰. 微生物传感器快速测定法在生化需氧量测定中的应用. 深圳市环境保护监测站,2007.6 杨海朋,陈仕国,李春辉,陈东成,戈早川.纳米电化学生物传感器.化学进展,2009, 21(1): 211-2147 贾文丽, 刘道杰. 生物胺类神经递质的电化学检测研究进展. 理化检验一化学分册, 2007, 43(3):246-248.8 邓家棋,方跃.植物组织电极.化学传感器, 1990, 10 (3): 5-109 瞿鹏,李保新,章竹君.流通式化学发光植物组织传感器测定过氧化氢.分析化学,2003,31(10):1240-124310 彭友元，秦伟，章竹君. 流动注射化学发光植物组织传感器测定草酸盐. 高等学校化学学报，2001, 22(2): 11 谭学才, 黄增尉, 张金磊等. 基于土豆组织的安培型生物传感器测定啤酒中的邻苯二酚. 湖北民民族学院学报，2008，26(3)经费预算 单位： 元支出项目金额计算根据和理由材料费800.00电极材料 400.00植物组织材料等 200.00其它低值易耗材料 200.00试