2025年中國分析測試科學獎二等獎：高精準生物傳感和低背景生物成像新方法構建及應用研究
完成單位：曲阜師范大學，陜西科技大學，東北大學
完成人：夏蓮，陳光，郭蘭，于永亮，渠鳳麗
成果簡介：本成果以新型分子探針開發、界面調控及多模態輸出為手段，在高精準生物傳感及低背景生物成像方面開展了系統深入地研究。主要學術貢獻包括：設計特異性強、熒光量子產率高的新型熒光分子探針，構建新型熒光檢測體系降低背景干擾、提高檢測靈敏度和準確度，為復雜體系的高精準分析提供高效解決方案。探究生物分子與傳感界面的相互作用機制，通過動態界面調控提高生物分子的識別能力和信號轉化效率，從而提升靈敏度和準確度，為發展高精準傳感技術提供了新范式。創新性地建立了“信號轉換-界面調控-便攜集成”三位一體的即時檢測（POCT）新范式，通過多模態信號轉換機制創新、生物界面精準調控和檢測系統微型化集成，顯著提高了分析檢測的靈敏度和準確度。研究成果被兩家生物技術公司應用，應用期間穩定性好、準確率高，顯著降低能耗/材料及人工成本，經濟效益良好。10篇代表性論文主要包括J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Chem. Sci., Anal. Chem.等著名期刊論文。研究成果得到海內外知名學者的正面評價和引用。他引引文分布在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater., Anal. Chem., Carbon, Coordin. Chem. Rev., TRAC-Trend.等領域內知名刊物上。
創新點及科學價值：新型分子探針開發方面，圍繞功能分子的精準設計與應用，從分子結構創新、分析機制創新到檢測技術突破三個層面系統推進，設計特異性強、熒光量子產率高的新型熒光分子探針，構建新型熒光檢測體系，降低背景干擾、提高檢測靈敏度和準確度；為復雜體系的高精準分析提供高效解決方案。傳感界面構筑方面，通過探究生物分子與傳感界面的相互作用機制，動態界面調控提高生物分子的識別能力和信號轉化效率，從而提升靈敏度和準確度。分子檢測層面，創新性地將動態平衡思想引入特異性識別和信號放大系統，實現了疾病標志物的超高靈敏度檢測。創新性地建立了“信號轉換-界面調控-便攜集成”三位一體POCT新范式，通過多模態信號轉換機制創新、生物界面精準調控和檢測系統微型化集成，顯著提高了 POCT 檢測靈敏度和準確度。
社會經濟效益：本研究的兩項成果，“慢性腎病（CKD）標志物POCT平臺”和“光電-比色雙信號檢測唾液酸平臺”，設備操作簡便，采集尿液或血液樣本后，十幾分鐘即可獲得結果；雙信號模式降低常規單一信號方法帶來的假陽性結果；無需專業技術人員操作，大幅節約檢測時間與人力成本，提高醫療服務效率。
應用前景：疾病的早期準確診斷對控制病情發展、降低醫療成本至關重要。目前臨床檢測方法依賴專業儀器，難以滿足基層醫療、家庭自測及大規模篩查需求。本成果構建的高精準POCT平臺，減少大型儀器依賴，極大降低檢測設備及人力成本投入，使基層醫療機構、小型診所也能開展相關檢測服務，同時節約檢測時間和檢測成本，具有廣闊的應用前景。
