2021年CAIA獎一等獎：量子點室溫磷光傳感基礎研究
完成單位：四川大學分析測試中心
完成人：吳鵬、周蓉卉、張金懿、吳蘭
成果簡介：
熒光傳感是化學、環(huán)境、生物醫(yī)學等學科中重要的研究領域。然而，生物活性分子的熒光檢測易受來自樣品自發(fā)熒光和散射光的干擾，給其準確分析帶來了巨大的挑戰(zhàn)。室溫磷光由于其發(fā)光壽命長，可通過設置有效延遲時間消除自體熒光和散射光的干擾。該項目針對上述科學問題，以摻雜量子點優(yōu)異的室溫磷光和大Stokes位移發(fā)光為基礎，發(fā)展了系列用于污染物和生物分子的低背景磷光檢測新方法，為復雜樣品的高靈敏和高選擇性分析提供了新策略和新途徑。本項目10篇代表作包括1篇Chem. Soc. Rev.、1篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Chem. Sci.、4篇Anal Chem、1篇Chem Eur J、2篇Nanoscale；10篇代表作共計他引1160次。基于本項目研究成果，第一完成人主持修訂了中國教育行業(yè)標準“熒光光譜分析方法通則”（JY/T 0571-2020）。
創(chuàng)新點及科學價值：
1. 發(fā)展了蛋白質直接合成功能化摻雜量子點的新方法，并以所合成的摻雜量子點的光譜性質為基礎，結合模板蛋白質的生物識別功能，建立了多種智能納米-生物界面，實現(xiàn)了復雜體系中金屬離子、生物小分子和蛋白質的高靈敏、高選擇性識別與檢測，有效避免了繁瑣的合成-后修飾以及純化等步驟引起的干擾問題。
2. 基于摻雜量子點大Stokes位移，開發(fā)了新型指紋比率成像探針，用于指紋成像和指紋中爆炸物的同時檢測。基于Mn-ZnS磷光量子點大的Stokes位移（>300 nm）及吸收位于近紫外區(qū)的特點，我們發(fā)展了基于Mn摻雜ZnS量子點的磷光內濾傳感，實現(xiàn)了近紫外區(qū)生物小分子的高靈敏磷光檢測。
3. 基于摻雜量子點的多維光譜性質，提出了基于不同物理原理的多種識別模式提供相互獨立、重疊少的信息，從而有效提高了摻雜量子點應用于復雜體系的分析和分辨能力。發(fā)展了多維光學傳感體系，提升了復雜體系中蛋白質識別分析的精準性。
社會經濟效益：
本項目相關成果得到了以美國國家發(fā)明家科學院院士Paras N. Prasad教授為代表的國際同行的好評，也受到了活躍在該領域的大多數國內外研究團隊、學者的引用。基于本項目的研究成果，第一完成人獲得國家優(yōu)青（2015）和四川省杰青（2015）資助，并入選四川省學術與技術帶頭人（2021）。目前，第一完成人擔任中國分析測試協(xié)會第七屆青年學術青委會委員和四川省分析測試學會光譜專委會委員，擔任《高等學校化學學報》（中英文版）青年執(zhí)行編委、《中國測試》和《分析儀器》編委，全國光功能材料青年學者研討會學術委員會委員。
應用前景：
本項目開發(fā)的新型生物大分子直接功能化量子點的合成方法，已被若干課題組沿用。部分探針在相關企業(yè)的前期試用表明：本項目合成的磷光量子點磷光亮度高、磷光性質穩(wěn)定；系列環(huán)境污染物磷光探針響應速度快、魯棒性好，適合于環(huán)境快檢分析。
