【科技前沿】第44期：生命与环境科学学院韩国成教授科研团队在生物传感学领域顶刊发表3篇SCI论文（图）

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近日，我校生命与环境科学学院教授韩国成科研团队指导的硕士研究生安颀祺、陈芳丽、赵博分别在生物传感领域SCI期刊《Talanta》《Sensors and Actuators B: Chemical》和《MicrochemicalJournal》上发表高水平研究论文。其中，《Talanta》和《Sensors and Actuators B: Chemical》，同属科睿唯安JCR分区Q1，中科院分区1区Top期刊，最新影响因子分别为6.1和8.4；《MicrochemicalJournal》属科睿唯安JCR分区Q1，中科院分区2区期刊，最新影响因子为4.8。

安颀祺以第一作者在SCI生物传感权威杂志《Talanta》上发表了题为“A simple synthesis of a core-shell structure PPy-Au nanocomposite for immunosensing of C-reactive protein”（DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125158）[1]的论文，其导师韩国成为通讯作者，我校为论文的第一完成单位，我校生命与环境科学学院高级工程师冯小珍和博士研究生詹涛为论文的共同第一作者，我校生命与环境科学学院教授陈真诚和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。高敏C反应蛋白（hs-CRP）是一种炎症生物标志物，可以准确预测心血管疾病（CVD）的发展。该论文通过一锅法原位化学合成了核壳型聚吡咯-金（PPy-Au）复合材料，吡咯（Py）单体被HAuCl4氧化聚合，并且所产生的金纳米颗粒（AuNPs）在聚合中实现了掺杂，在Py聚合中，N原子在这种酸性环境中倾向于带正电荷而质子化，正电荷会吸附在Au核表面，产生核壳结构的PPy-Au。具有多孔结构的导电聚合物为anti-CRP结合提供了丰富的位点。PPy-Au有效地增强了免疫传感器BSA/anti-CRP/PPy-Au/GCE的性能，检测范围为0.0005-60 mg×mL-1，检测限为0.17 ng·mL-1。为了验证其临床应用，在人类血清样本中检测了CRP，回收率为101.00~105.95%，所开发的方法与临床免疫比浊法的一致性，偏差在-1.2%和+3.2%之间，表明其在即时检测（POCT）中具有巨大的应用潜力。

陈芳丽以第一作者身份在SCI传感器类权威杂志《Sensors and Actuators B: Chemical》上发表了题为“An electrochemical aptamer sensor for rapid quantificationsulfadoxinebased on synergistic signal amplification of indole and MWCNTs and itselectrooxidation mechanism”（DOI: 10.1016/j.snb.2023.135008）[2]的论文，其导师冯小珍为通讯作者，我校为论文的第一完成单位，我校韩国成教授和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。在该论文中，作者引入了敏感单元适配体(Apt)构建了一种基于吲哚(indole)与多壁碳纳米管(MWCNTs)的协同信号放大的电化学适配体传感器(BSA/Apt/indole/MWCNTs/GCE)，用于抗疟疾药物磺胺多辛(sulfadoxine, SDX)的检测。该传感器显示了0.10-1000.00 µmol/L的宽线性检测范围，检测限和灵敏度分别为0.033 µmol/L和0.29 µA/(µmol/L·cm²)。将该传感器成功应用于猪肉和湖水中的SDX检测，通过加标回收得到的回收率分别为98.57%-104.93%、93.6%-106.2%，相对标准偏差小于7.40%，进一步验证了该传感器的实际应用潜能。此外，为了提供电子云分布和密度的可视化，并识别潜在的反应位点，在B3LYP和6-31G基组的限制条件下使用密度泛函理论(DFT)模拟了SDX的前沿轨道，初步推导了SDX的电氧化涉及两个电子和一个质子的转移。

赵博以第一作者在SCI生物传感杂志《MicrochemicalJournal》上发表了题为“Carbon-based electrochemical sensor: modified electrodes and as-prepared 3D printed electrodes for simultaneous detection of purines and pyrimidines”(doi:https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.109894)[3]，其导师韩国成为通讯作者，我校为论文第一完成单位，我校高级工程师冯小珍和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。该论文结合生物传感技术、纳米技术和3D打印技术，分别构建了两种电化学传感器用于DNA碱基的同时检测，其一是在玻碳电极（GCE）上逐层电沉积还原氧化石墨烯（rGO）和多壁碳纳米管（MWCNT）对电极进行改性，其二是通过化学预处理和电化学活化的方法制备了改性的3D打印电极。两种传感器对于DNA碱基都表现出了良好的电催化性能，并且嘌呤碱和嘧啶碱之间出现了明显的分离氧化峰。将上述两种传感器用于人血清和唾液中DNA碱基的同时检测，采用加标回收法得到了令人满意的回收率，相对标准偏差不超过5%，表明其具有实际应用的潜能。此外，基于电化学技术初步推断出DNA碱基的电化学反应机理，四种DNA碱基的反应过程都涉及到两个电子和两个质子的转移。

以上研究成果得到了国家自然科学基金（No. 62361014, 81873913, 61861010, 61661014）和广西地区自然科学基金（No. 2023JJA120122，2018GXNSFAA281198，2018GXNSFBA281135）等资助。

原文链接：

[1]An, Q. Q.; Feng, X. Z.; Zhan, T.; Cheng, Y. Y.; Han, G. C.; Chen, Z.; Kraatz, H. B. A simple synthesis of a core-shell structure PPy-Au nanocomposite for immunosensing of C-reactive protein.Talanta2024,267, 125158.https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125158.

[2]Chen, F.-L.; Song, K.-H.; Xu, J.-T.; Wang, K.-Z.; Feng, X.-Z.; Han, G.-C.; Kraatz, H.-B. An electrochemical aptamer sensor for rapid quantification sulfadoxine based on synergistic signal amplification of indole and MWCNTs and its electrooxidation mechanism.Sens. Actuators B Chem.2024,401, 135008.https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.135008.

[3]B. Zhao; Z. Chen; G-C. Han; X-Z. Feng; H-B. Kraatz. Carbon-based electrochemicalsensor: Modified electrodes and as-prepared 3D printed electrodes for simultaneous detection of purines andpyrimidines, Microchemical Journal (2024), doi:https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.109894

（供稿：生命与环境科学学院 韩国成 审稿：融媒体中心 俸燕珍）