我校郭春显教授课题组在生化传感领域取得重要进展

近日，我校材料科学与工程学院郭春显教授团队的最新研究工作发表在生化传感领域知名期刊Biosensors and Bioelectronics，相关成果题目为“Molecularly assembled graphdiyne with atomic sites for ultrafast and realtime detection of nitric oxide in cellassays”。该研究成果提出了具有原子活性位点的分子自组装石墨炔设计和制备，实现了细胞和单细胞释放一氧化氮(NO)的快速实时检测。郭春显教授为通讯作者，硕士研究生郝喜娟、胡芳馨副教授、谷雨博士为共同第一作者，我校为第一通讯单位。

本研究采用石墨炔(GDY)与Fe配位Hemin (HEM)分子的自组装策略，设计和制备一种先进的杂化传感材料，实现细胞和单细胞释放信号分子NO的快速实时监测。研究发现了GDY的炔基C原子可以与HEM杂化，加强了π-π相互作用，促进了Fe位点的原子级别分散，同时避免了HEM形成无催化活性的二聚体，GDY/HEM杂化材料表现出强烈的协同效应，有效克服了HEM暴露于水电解质时不稳定、易失活的缺点，对NO表现良好的传感性能，达到了0.95 s内的快速响应，检测限低至7 nM，宽线性检测范围高达151.38 μΜ。GDY/HEM实现了细胞释放NO分子的快速实时监测，进一步揭示了其药物浓度和细胞密度的依赖行为。

图：GDY/HEM的设计、制备原理图及其实时监测细胞释放的NO分子

今年以来，依托材料科学与工程学院和江苏省生化传感与芯片技术工程实验室，在李长明教授指导下，郭春显教授带领分析传感课题组长期深入开展生化传感研究和芯片研发，取得系列重要进展，构建了系列先进传感分析材料和器件，形成了超敏电化学传感、全印刷分析芯片、可视化检测技术、细胞水平高时空分辨检测技术与器件四个特色研究方向。团队在一定程度上解决了活细胞代谢过程中产生的系列信号分子无法实现实时检测的关键问题，为细胞信号转导、细胞凋亡机制等方面的研究提供了数据支持和理论依据，在重大疾病的早期检测预防、新型药物开发等领域具有实际应用价值。

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