研究

我们的团队应用合成有机化学和化学生物学的工具来生成功能仿生学和荧光分子传感器，它们对自然环境中特定生物分子(主要是蛋白质)的存在做出反应。

自组装仿生学

在自然界中，蛋白质的三级和四级结构是由非共价但特定的相互作用的形成所控制的。在我们的团队中，合成构件的自组装，如dna -肽缀合物，被用于在明确的方向上投射肽，从而产生具有独特性质的蛋白质模拟物。这种方法使我们能够更好地理解控制肽在水中自组装的参数，以及创建能够识别和调节重要生物分子相互作用的功能性三维结构。

交叉反应传感器阵列

通过生成附加荧光基团和识别元件的仿生受体库，我们能够开发交叉反应传感器阵列(所谓的化学“鼻子”/“舌头”)，为不同的蛋白质生物标志物生成独特的光学“指纹”。这种方法最终可能导致对特定蛋白质组合的分析，这是医学诊断领域的一个梦寐以求的目标。

荧光分子传感器

我们还开发了荧光分子传感器，可以检测特定蛋白质在其原生环境。不同的光物理过程，如光诱导电子转移(PET)，内部电荷转移(ICT)和荧光共振能量转移(FRET)，当我们设计荧光“打开”分子开关时，可以以高选择性和信噪比感知蛋白质生物标志物。

组合荧光分子传感器

我们的小组最近介绍了一种新型的光学传感器，称为“组合荧光分子传感器”。特别地，我们已经证明了交叉反应传感器阵列(所谓的化学“鼻子”/“舌头”)的功能可以被单个荧光分子模仿。与大多数产生离散光信号的荧光分子传感器不同，这种分子可以为不同的化学物质产生独特的荧光“指纹”，使其能够验证不同药物的含量，以及分析人类尿液中的药物组合和浓度。

分子尺度上的信息处理

通过单个荧光分子模拟电子逻辑门和电路的功能在分析科学中是一个令人兴奋的前景，因为这样的系统可以在分子尺度上运行，这是宏观电子设备无法达到的。这一特性已经通过一种分子级键盘锁的发明得到了很好的证明，这种锁可以授权多种化学“密码”。与电子锁或生物识别锁相比，分子安全系统的潜在优势在于它们有助于隐写术。也就是说，使用这种设备不仅隐藏了密码，而且隐藏了锁本身的存在。