2025年中國分析測試科學獎二等獎：納米功能材料構建多模式傳感技術在致病菌等污染物快檢方面的應用
完成單位：寧波大學、寧波工程學院、寧波海關技術中心
完成人：干寧、賈志艦、余鎮重、朱珊珊、鄭琳
成果簡介：針對環境與食品中致病菌等污染物檢測種時效性差、操作復雜及設備依賴性強等瓶頸，通過整合金屬有機框架、共價有機框架、MXenes等納米材料可修飾特性進行表面功能化設計，結合生物識別元件，構建了融合光電化學、光纖、便攜式質譜等多模式傳感技術的快速檢測體系。該體系構建了新型磁性捕獲探針與多功能信號標簽，有效克服傳統方法靈敏度不足、抗基質干擾能力弱難題；并通過融合電學、光學等多信號輸出模式，結合微流控芯片技術，實現一體化檢測流程，致病菌檢測限降至3-10 CFU/mL，檢測時間大幅縮短至20-50分鐘，同時實現了活/死菌的同步精準區分。項目揭示了磁性材料與生物元件特異性結合規律，可使致病菌富集效率提升5倍以上；提出的“酶-納米催化”雙級聯信號放大新模型，簡化了致病菌及孔雀石綠等污染物的前處理過程，顯著提升檢測靈敏度；建立活/死菌同步定量新機制，有效解決了復雜基質中病原體活性精準判定的行業難題。相關成果在J. Hazard. Mater.等SCI發表論文43篇，10篇代表作獲Coord. Chem. Rev.等頂級期刊他引259次；授權中國發明專利9項（轉讓3項）。技術已在7家單位（如寧波市第二醫院）應用，經1000多例樣本驗證，在公共安全、環境與臨床檢測領域社會效益顯著。項目期間培養博士/碩士共24名。
創新點及科學價值：該成果針對致病菌等污染物快檢難題，構建了基于納米功能材料的多模式傳感體系。其核心創新在于：通過“磁性探針-信號標簽”協同機制與“酶-納米催化”雙級聯放大模型，實現了致病菌的高效富集與超高靈敏檢測；建立了活/死菌同步區分新方法，解決了復雜基質中病原體活性精準判定的行業難題；并融合微流控芯片技術，形成一體化便攜檢測平臺。其科學價值主要是突破了傳統方法靈敏度低、操作復雜、設備依賴強等瓶頸，檢測限降至3-10 CFU/mL，檢測時間縮短至20-50分鐘，富集效率提升5倍以上，具有重要的理論創新與技術引領價值。
社會經濟效益：本成果已在寧波市第二醫院、寧波美成科技等7家單位推廣應用，累計完成超1800例樣本檢測，驗證了其檢測快速、準確、便捷的顯著優勢。通過3項專利轉讓及45萬元開發合同，直接推動了技術產業化。該成果顯著提升了公共安全、食品安全及臨床診斷領域的現場應急檢測能力，社會與經濟效益顯著。
應用前景：本成果所構建的多模式傳感技術體系，憑借高靈敏、快速與便攜優勢，在公共安全、臨床診斷、環境與食品質檢領域應用前景廣闊。技術已在多家單位成功示范，未來可開發為便攜試劑盒、集成微流控芯片等產品，嵌入食品安全快檢網絡、口岸檢疫及應急響應體系，實現從實驗室到現場的全鏈條覆蓋，顯著提升我國在致病菌等污染物快檢領域的自主創新與公共安全保障能力。
