獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡介
2025年中國分析測試科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)：納米功能材料構(gòu)建多模式傳感技術(shù)在致病菌等污染物快檢方面的應(yīng)用
完成單位：寧波大學(xué)、寧波工程學(xué)院、寧波海關(guān)技術(shù)中心
完成人：干寧、賈志艦、余鎮(zhèn)重、朱珊珊、鄭琳
成果簡介：針對(duì)環(huán)境與食品中致病菌等污染物檢測種時(shí)效性差、操作復(fù)雜及設(shè)備依賴性強(qiáng)等瓶頸，通過整合金屬有機(jī)框架、共價(jià)有機(jī)框架、MXenes等納米材料可修飾特性進(jìn)行表面功能化設(shè)計(jì)，結(jié)合生物識(shí)別元件，構(gòu)建了融合光電化學(xué)、光纖、便攜式質(zhì)譜等多模式傳感技術(shù)的快速檢測體系。該體系構(gòu)建了新型磁性捕獲探針與多功能信號(hào)標(biāo)簽，有效克服傳統(tǒng)方法靈敏度不足、抗基質(zhì)干擾能力弱難題；并通過融合電學(xué)、光學(xué)等多信號(hào)輸出模式，結(jié)合微流控芯片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一體化檢測流程，致病菌檢測限降至3-10 CFU/mL，檢測時(shí)間大幅縮短至20-50分鐘，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了活/死菌的同步精準(zhǔn)區(qū)分。項(xiàng)目揭示了磁性材料與生物元件特異性結(jié)合規(guī)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(jí)聯(lián)信號(hào)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(jī)制，有效解決了復(fù)雜基質(zhì)中病原體活性精準(zhǔn)判定的行業(yè)難題。相關(guān)成果在J. Hazard. Mater.等SCI發(fā)表論文43篇，10篇代表作獲Coord. Chem. Rev.等頂級(jí)期刊他引259次；授權(quán)中國發(fā)明專利9項(xiàng)（轉(zhuǎn)讓3項(xiàng)）。技術(shù)已在7家單位（如寧波市第二醫(yī)院）應(yīng)用，經(jīng)1000多例樣本驗(yàn)證，在公共安全、環(huán)境與臨床檢測領(lǐng)域社會(huì)效益顯著。項(xiàng)目期間培養(yǎng)博士/碩士共24名。
創(chuàng)新點(diǎn)及科學(xué)價(jià)值：該成果針對(duì)致病菌等污染物快檢難題，構(gòu)建了基于納米功能材料的多模式傳感體系。其核心創(chuàng)新在于：通過“磁性探針-信號(hào)標(biāo)簽”協(xié)同機(jī)制與“酶-納米催化”雙級(jí)聯(lián)放大模型，實(shí)現(xiàn)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(qū)分新方法，解決了復(fù)雜基質(zhì)中病原體活性精準(zhǔn)判定的行業(yè)難題；并融合微流控芯片技術(shù)，形成一體化便攜檢測平臺(tái)。其科學(xué)價(jià)值主要是突破了傳統(tǒng)方法靈敏度低、操作復(fù)雜、設(shè)備依賴強(qiáng)等瓶頸，檢測限降至3-10 CFU/mL，檢測時(shí)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(chuàng)新與技術(shù)引領(lǐng)價(jià)值。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：本成果已在寧波市第二醫(yī)院、寧波美成科技等7家單位推廣應(yīng)用，累計(jì)完成超1800例樣本檢測，驗(yàn)證了其檢測快速、準(zhǔn)確、便捷的顯著優(yōu)勢(shì)。通過3項(xiàng)專利轉(zhuǎn)讓及45萬元開發(fā)合同，直接推動(dòng)了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。該成果顯著提升了公共安全、食品安全及臨床診斷領(lǐng)域的現(xiàn)場應(yīng)急檢測能力，社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益顯著。
應(yīng)用前景：本成果所構(gòu)建的多模式傳感技術(shù)體系，憑借高靈敏、快速與便攜優(yōu)勢(shì)，在公共安全、臨床診斷、環(huán)境與食品質(zhì)檢領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。技術(shù)已在多家單位成功示范，未來可開發(fā)為便攜試劑盒、集成微流控芯片等產(chǎn)品，嵌入食品安全快檢網(wǎng)絡(luò)、口岸檢疫及應(yīng)急響應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)場的全鏈條覆蓋，顯著提升我國在致病菌等污染物快檢領(lǐng)域的自主創(chuàng)新與公共安全保障能力。
