2023年CAIA獎二等獎：面向生命健康的光電化學傳感新方法
完成單位：青島農業大學1，河北大學2
完成人：常加富1，李海銀2，楊立敏1，劉曉娟1，李峰1
成果簡介：生命與環境分析對推動健康中國戰略的實施意義重大。光電化學傳感平臺具有簡單、快速、靈敏等優點，探針的組成及結構、靶標的有效識別、信號的傳導及放大，直接影響著光電化學分析性能。如何科學地從組成及結構方面設計制備功能探針，從分子識別、信號傳導及放大方面發展低背景、靈敏準確的光電化學傳感新方法，具有重要研究價值。項目面向人民生命健康重大需求，以生命相關物質、環境污染因子為檢測對象，圍繞功能探針的設計制備及傳感策略的構建開展了系列創新性研究，創建了均相電化學傳感方法，提出了雙信號、比率均相電化學傳感新思路，發展了電致化學發光傳感新方法，開發了裸眼可視化傳感紙芯片，創制了通用型便攜式電化學傳感器，為生命健康與環境安全相關物質的高靈敏度、高選擇性分析提供了新思路、新方法和新途徑。
創新點及科學價值：（1）基于功能核酸和金屬有機骨架多孔材料，創建了均相電化學傳感方法，有效提高了生物標志物檢測準確度，避免了假陽性問題；（2）基于功能核酸和新型電致化學發光體，發展了電致化學發光生物傳感新方法，開拓了光致電化學同時檢測思路，實現了生物活性分子與環境污染因子的簡單、快速、低背景、靈敏檢測；（3）將功能核酸、納米酶、聚集誘導發光材料融合于紙基傳感元件，開發了裸眼可視化傳感紙芯片，創制了通用型便攜式電化學傳感器。
社會經濟效益：項目面向人民生命健康重大需求，以生命相關物質、環境污染因子為檢測對象，圍繞功能探針的設計制備及傳感策略的構建開展了系列創新性研究，成功實現了miRNA、外泌體、DNA甲基化、三磷酸腺苷、博來霉素、農藥殘留的高靈敏、高選擇性光電傳感檢測。成果發表在Anal. Chem.、Biosens. Bioelectron.等學術期刊57篇，10篇代表性論文得到了以譚蔚泓院士、黃維院士和Hian Kee Lee教授為代表的等國內外同行專家正面評價，為生命相關物質的高靈敏檢測提供重要的技術支撐，推動了生命分析與環境分析領域的發展，具有重要的理論指導意義和潛在的社會經濟效益。
應用前景：與傳統檢測方法相比，本項目發展的污染因子光電傳感新方法具有簡單、快速、強抗干擾能力、高靈敏、高選擇性等顯著優勢。所開發的紙芯片便攜式傳感器無需大型昂貴儀器、裸眼可視化，克服了常規檢測操作繁瑣、耗時、費力、成本昂貴等突出問題，能滿足不同市場實際需求的快速、簡便、特異性、高靈敏、低成本的現場分析技術。目前正在與企業合作研發用于生物活性分子快檢的紙芯片便攜式傳感器，力爭實現從“書架”到“貨架”的轉化，創造可觀的經濟價值和社會效益，為生命科學相關的食品安全監管提供方法與技術保障。
