姓名

蔡称心

职称

教授

学位学历

博士

联系电话

025-85891780

E-mail

cxcai@njnu.edu.cn, caichenxiin@njnu.edu.cn

研究方向：着重研究蛋白质、酶、一些重要生物小分子在仿生界面上的直接电子转移、电催化及相关的生物传感器和生物燃料电池；疾病DNA的电化学检测及临床应用；单个生物活细胞表面非电活性离子的检测及它们在细胞膜内外传递的动力学；蛋白质错误折叠与其功能的关系。

在研项目：
 

        1、蛋白质、酶、一些重要生物小分子在仿生界面上的直接电子转移

        蛋白质是构成生命的基元，酶是生物体代谢、氧化等过程中的特殊物质，生物小分子在生命过程中也扮演着重要的角色。而电子传递是生命过程的基本运动。因此，研究它们的电子传递过程有重大意义。我们通过构建仿生界面，模拟体内进行氧化还原过程，以揭示生命的奥秘。我们的研究可为设计和构建仿生传感器、制作生物燃料电池、发展与开拓生物电子器件奠定理论基础或提供设计依据。

我们建立了一种在纳米材料表面固定生物酶和蛋白质的新方法。以酪胺酸酶、漆酶、葡萄糖氧化酶等为模型化合物，研究生命物质的反应机理、调控因素及生物催化模拟的应用基础。我们成功地将细胞色素C、酪胺酸酶、漆酶、葡萄糖氧化酶等分别固定在介孔分子筛、活性炭及有序碳纳米管表面并实现了它们的直接电子转移，揭示了它们直接电子转移的动力学，研究了固定方法、固定剂等对它们直接电子转移的影响。

我们还构建了一系列仿生界面用于NADH的电催化氧化及多巴胺和抗坏血酸的同时检测。用现场电化学聚合的方法将一些染料分子修饰到电极表面，研制了一系列对NADH的氧化具有良好催化活性的仿生界面，NADH在这些仿生界面上的电催化氧化比文献报道的方法灵敏度高、稳定性好；同时还在电极表面现场电沉积铁氰化钴等无机物膜，用于对神经递质的电催化氧化，拓宽了仿生界面的范围。

        2、 疾病DNA的电化学检测及临床应用
        对各种恶性疾病进行早期诊断和治疗对于提高疾病患者的生存率具有十分重要的意义。我们将电（分析）化学检测技术和纳米材料的优越性能相结合，将肿瘤基因特征DNA片段和正常基因对应DNA片段通过纳米材料固定在修饰电极表面，研究它们与特定电化学指示剂作用的不同，从而检测肿瘤基因，发展了一种肿瘤早期诊断的电化学检测新方法和免疫检测新技术，这种新方法的建立将解决临床肿瘤检测中的很多问题，为恶性肿瘤的诊断与治疗提供新途径。        

        3、 单个生物活细胞表面非电活性离子的检测及它们在细胞膜内外传递的动力学

我们研究了检测细胞释放非电活性物质（离子）的电化学方法、不同类型非电活性离子穿过细胞膜的动力学机理、用纳米毛细管作探针获得单细胞图像及细胞膜表面不同类型离子通道的分布方法、及细胞图像和离子通道分布的变化和规律。我们的研究工作揭示了细胞的生物化学行为与过程的本质，对于病理、药物筛选、临床诊断与治疗都具有重要的理论和实际应用价值。

        4、 蛋白质错误折叠与其功能的关系

蛋白质是重要的生物大分子，是生命现象的主要物质基础。蛋白质的生物功能不仅取决于氨基酸序列，而且还依赖其三维结构，即蛋白质的空间构象，这种空间构象是氨基酸序列在蛋白质折叠过程中形成的。现代医学研究表明，蛋白质的正确折叠是行使正常生物学功能的基础，空间构象的异常变化会引起某些疾病的发生，这类疾病一般被称作蛋白质错误折叠疾病或蛋白质构象病，因此，研究蛋白质折叠的规律及影响因素，不仅有助于进一步了解蛋白质空间构象与其功能的关系，在分子水平上解释某些疾病的致病机制，还可为人们对这些复杂疾病开展更基础的研究、寻找合适的治疗方法及开发新的治疗药物等提供重要的理论指导。

该方向的研究内容主要有：研究蛋白质去折叠与重折叠的方法及规律；研究蛋白质电化学特性与其构象的关系及规律；研究药物分子与去折叠蛋白质的作用及规律；研究去折叠蛋白与病变蛋白质电化学性能的差别，建立检测病变蛋白的电化学方法，为某些疾病的诊断提供新手段。