獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2024年分析測(cè)試科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)：?jiǎn)螌?shí)體碰撞電分析化學(xué)
完成單位：湖南大學(xué)
完成人：周一歌，徐為，梁澤榮，彭美紅，李峪安，鐘瑞，張嫄嫄
成果簡(jiǎn)介：納米顆粒是構(gòu)建電化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)界面的重要材料，準(zhǔn)確闡述納米顆粒的構(gòu)效關(guān)系對(duì)發(fā)展高性能電分析傳感器及電化學(xué)能源體系至關(guān)重要。傳統(tǒng)的納米顆粒電化學(xué)測(cè)量方法是在宏觀尺度上針對(duì)納米顆粒群體進(jìn)行考察，但由于納米顆粒在結(jié)構(gòu)和功能上的異質(zhì)性，該方法無(wú)法在微納尺度準(zhǔn)確描述納米顆粒的本征物理化學(xué)性質(zhì)。鑒于此，申請(qǐng)人建立并發(fā)展了納米顆粒碰撞電分析化學(xué)新方法，利用在電解液中進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的納米顆粒與超微電極表面碰撞時(shí)刻發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)納米顆粒性質(zhì)的高時(shí)間分辨率、高通量的原位、動(dòng)態(tài)考察及相應(yīng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)制的探索，對(duì)揭示納米限域尺度下顆粒的物化性質(zhì)意義重大。進(jìn)而在此方法學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展了流動(dòng)電化學(xué)策略與高靈敏度液體活檢新方法，為發(fā)展高性能電化學(xué)傳感器與能源體系提供了重要的理論支撐，為新能源、大健康等關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題提供了新的方法和思路。
相關(guān)成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、ACS Nano等期刊，獲授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)。項(xiàng)目第一完成人依托湖南樂(lè)準(zhǔn)智芯生物科技有限公司主持“湖南省生物芯片國(guó)際科技創(chuàng)新合作基地”，以該基地為研究平臺(tái)，作為公司首席科學(xué)家將本成果部分技術(shù)內(nèi)容推廣應(yīng)用，研發(fā)出的體外診斷生物芯片產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化與銷售。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：（1）建立及發(fā)展單顆粒碰撞電分析化學(xué)新方法，利用對(duì)電解液中進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的納米顆粒與微電極表面碰撞時(shí)刻發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)納米限域條件下單個(gè)納米顆粒性質(zhì)的高時(shí)間分辨率、高通量的原位考察及相應(yīng)反應(yīng)過(guò)程和機(jī)理的探索。
（2）提出基于單顆粒碰撞電化學(xué)模型的流動(dòng)電化學(xué)新概念，催化劑的反應(yīng)模式由傳統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)性反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間尺度顯著縮短的間斷性反應(yīng)，且傳質(zhì)環(huán)境由效率較低的線性擴(kuò)散轉(zhuǎn)變?yōu)樾蕵O大提升的球形擴(kuò)散。這些特點(diǎn)抑制了許多常見(jiàn)的催化劑疲勞機(jī)制，顯著提升了電流輸出效率、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及催化反應(yīng)數(shù)，并有望改善反應(yīng)選擇性。該研究為催化劑的利用方式提供了嶄新思路，為構(gòu)建高性能電化學(xué)傳感器與能源體系提供了新的策略。
（3）利用單顆粒碰撞電化學(xué)的低檢測(cè)限、原位、高通量、可計(jì)數(shù)的分析特點(diǎn)，結(jié)合芯片電化學(xué)技術(shù)，構(gòu)建高靈敏度、準(zhǔn)確快速且便攜的均相液體活檢新體系，實(shí)現(xiàn)分析物計(jì)數(shù)及重要生命過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，極大推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)的進(jìn)程。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：將本成果部分技術(shù)內(nèi)容推廣應(yīng)用，已研發(fā)出一卡一檢及一卡多檢生物芯片產(chǎn)品及相應(yīng)門(mén)急診專用儀器。目前已擁有多種分析物試劑盒及相應(yīng)分析儀的醫(yī)療器械生產(chǎn)許可，產(chǎn)品LZ-8000i全自動(dòng)免疫分析儀及配套芯片試劑耗材已銷往上海、廣東、湖南等地，銷售額達(dá)數(shù)十萬(wàn)元。
應(yīng)用前景：液體活檢、電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換等
