2025年中國分析測試科學獎二等獎：基于納米材料表界面調控的生物分子精準檢測與功能應用研究
完成單位：北京市科學技術研究院分析測試研究所（北京市理化分析測試中心）
中國科學院深圳先進技術研究院
青島濱海學院
完成人：閆志勇,王鋒,王宗花,鄒濤,劉衛衛,趙瑾,高原,張濤,鄧平曄,楊楠
一、成果簡介：
本申請項目聚焦生物分析領域關鍵難題，圍繞納米材料表界面電子轉移調控與信號放大兩項核心機制，系統構建了具有高特異性識別、多模式信號輸出與跨領域應用能力的光電化學傳感平臺，成功突破傳統生物傳感器界面電荷復合率高、信號響應不穩定及實際樣品適應性差等技術瓶頸。
材料創新方面，團隊設計合成光響應氧化鎢量子點、二維片層MXenes與莫爾超晶格BiOCl、雙金屬均相催化金屬有機骨架、水致變色鈣鈦礦復合材料等新型材料，深入解析電子轉移路徑，揭示光電性能調控的內在機制；信號放大領域，創新發展“均相催化誘導電致化學發光響應”與“共振能量轉移放大”技術，結合光激發可逆變色技術，實現蛋白激酶、抗生素等高靈敏檢測。
項目發表高水平論文50余篇，授權專利11項，SCI他引超400次并獲領域權威期刊高度評價；傳感平臺廣泛應用于生物醫學診斷、腫瘤標志物檢測、環境檢測等領域；此外，完成74萬元技術轉讓，制定兩項行業及地方標準，社會經濟效益顯著。
二、創新點及科學價值：
針對納米金、二維MXenes、二維莫爾超晶格BiOCl及金屬有機骨架材料等半導體納米材料性能調控，設計了“均相催化誘導電致化學發光響應”與“共振能量轉移放大”等多原理光電化學傳感器，實現了腫瘤標志物檢測與抑制劑篩選，真菌毒素及抗生素快速檢測與光催化降解以及水華現象的治理。
本申請項目為納米材料表界面調控、光電化學傳感機制研究提供全新思路，大幅提升傳感器性能與實用性；開發的檢測與處理方法具備普適性，可拓展至其他生物分子、污染物檢測與治理領域，促進相關產業技術升級。
三、社會經濟效益：
已簽訂技術轉讓合同1份，金額36萬元；通過多項技術合同、橫向課題合作及咨詢報告等，累計產生經濟效益38萬余元，總經濟效益達74萬元，市場化轉化基礎扎實；此外，主導制定兩項行業及地方標準，規范檢測技術應用流程，提升行業整體技術水平與質量管控能力；在腫瘤早期診斷、飲用水安全保障、食品安全防控等民生領域提供關鍵技術工具，有效提升公共健康與生態環境安全保障能力，社會效益廣泛。
四、應用前景：
本項目構建的精準檢測體系可聚焦阿爾茨海默病等慢性病早診需求，開發多指標同步檢測模塊，打造便攜式設備；依托平臺開展藥物靶點驗證、抑制劑篩選，助力精準醫療體系建設；結合AI輔助診斷技術構建數據智能分析模型，實現“檢測-診斷”全鏈條服務。其次，可針對飲用水安全、工業廢水監測等場景，開發可視化產品并配套移動端數據上傳功能，構建大數據溯源監測網絡；功能化光敏化納米材料應用于湖泊、水庫水華治理及水體生態修復，實現污染物同步分析與降解。
