中文摘要：

申请人在电分析化学和微纳生物反应器及传感器领域进行了系统深入的研究，发展了蛋白质分析新技术新方法，研发了结构性能可控的新型纳米生物传感器和反应器。在Angew Chem Inter Ed 等杂志发表SCI论文80篇，他引700多次，近5年来，以通讯作者发表影响因子大于5的论文19篇，多次受邀在国际会议上做邀请报告。提出了微通道仿生界面和特异性生物分子识别层设计新思路，被Anal Chem作为新闻报道(News Highlight)；建立的微纳反应器低丰度蛋白酶解鉴定新方法发表在Mol Cell Proteomics, Chem Eur J(VIP), Anal Chem（当年引用最多的文章之一）等杂志。在前期工作基础上，本课题创新性地提出基于光电化学原理的离子源内氧化还原反应概念，发展了光电化学调控-激光解析离子化反应新策略，用于功能蛋白的高效分析鉴定和相互作用研究。

结论摘要：

在国家自然科学基金的资助下，围绕功能蛋白质和生物活性分子的高选择性和高灵敏度分析鉴定，发展了新型微纳酶反应器，建立了低丰度蛋白质和功能化蛋白质的高效酶解和选择性富集分析新方法，研究了微纳限域作用和电荷及亲疏水作用的酶解反应动力学，进一步提出了基于光电化学调控的离子源内氧化还原反应用于激光解析离子化以及基于静电作用的电喷雾离子化机制，基于该原理，建立了低丰度疾病相关标志物分子的高灵敏度在线标记和识别以及成像分析新方法，实现与上述各种方法的联用。研究结果得到了国内外同行的广泛关注，工作原理图和实验结果及装置被多次引用和评论，发表标注基金资助的SCI论文35篇，指导博士生6名，硕士生3名。主要研究包括1．微纳生物反应器对蛋白质的高效分析鉴定发展了一系列基于微流控芯片和多孔纳米材料的多功能蛋白酶解鉴定新方法，反应动力学研究显示蛋白质与基底之间的亲和作用和限域空间内的微环境对高效酶解起着重要的作用，基于该机理我们通过微通道的修饰和分子设计，实现了高选择性和高灵敏度的憎水性膜蛋白、磷酸化/糖基化蛋白酶解、分离富集和分析一步完成，并从吸附竞争动力学角度阐明了多磷酸化肽段选择性富集原理，实现了对上述体系的验证和预测，成功地应用于组织和细胞等体系中复杂蛋白质的分析鉴定；进一步提出了基于芯片液滴技术的多相微流控分析新方法，每个液滴可作为独立的微反应器和传感器，不仅减小了样品用量、加快了反应速率，而且有效地解决了样品的非特异性吸附等问题，对于识别和研究复杂体系低丰度疾病标志物分子具有重要作用。研究结果发表在Anal. Chem., J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, Lab Chip等，并被同行大篇幅引用和评论。2．建立了光电化学调控的激光解析离子化分析新方法，设计构建了各种修饰靶板和功能化界面，得到一系列具有光电催化活性的电极阵列，在离子化过程中形成丰富的氧化还原活性中心用于诱发源内氧化还原反应，利用这一原理，实现了在线的特异性分子标记和识别以及蛋白质/肽段的在线裂解反应，研究了光电化学调控反应机理；进一步提出静电作用原理的电喷雾离子化分析新方法，克服了对离子源和样品的限制，具有便携化和灵活组合等优势，用于生物活性分子的高通量和高灵敏度分析。研究结果发表在Proteomics, Annual Rev Anal. Chem.等。