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近日，我校生命与环境科学学院韩国成教授科研团队硕士研究生薛玉婷、吕嘉淇、韩晨阳、林珍富、葛玉琪、陈鑫和刘洋洋在生物传感领域Top期刊《Chemical Engineering Journal》《Food Chemistry》和权威期刊《Electrochimica Acta》《Microchemical Journal》连续发表7篇高水平SCI论文。其中，《Chemical Engineering Journal》在JCR分区Q1，中科院分区1区Top，2025年最新影响因子为13.2；《Food Chemistry》在JCR分区Q1，中科院分区1区Top，2025年最新影响因子为9.8；《Electrochimica Acta》在JCR分区Q1，中科院分区2区，2026年最新影响因子为5.6；《Microchemical Journal》在JCR分区Q1，中科院分区2区Top，最新影响因子为5.1。
薛玉婷以第一作者身份在《Chemical Engineering Journal》杂志上发表的研究论文为“Fusing nanoprisms and embedded AI: a portable sensor for intelligent peroxide value monitoring in edible oils”。其导师韩国成教授为通讯作者，我校为第一完成单位，我校陈真诚教授和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。该工作基于碘介导的显色体系，分别使用3,3',5,5'-四甲基联苯胺（I-TMB）和三角形金纳米片（I-Au NPRs）开发了两种酶免型光学传感策略。比较而言，I-Au NPRs系统显示出更宽的线性检测范围和更快的响应速度，这归因于过氧化物诱导的碘蚀引起的局部表面等离子体共振（LSPR）位移。PV线性范围为0.0045~27.85 mmol·kg-1，检测限为0.0015 mmol·kg-1。通过真实油样验证表明，回收率（98.94~101.40%）和相对标准偏差（RSD≤3.53%）表现良好，结果与实验室的紫外-可见测量一致，表明该集成系统在食用油的实际现场分析中具有应用潜力。将优化后的I-Au NPRs检测方法与K210智能芯片相结合，开发了一种便携式检测系统。该系统使用YOLO v2深度学习模型对油样进行分类，将其分为“低PV”（低于10 mmol·kg-1的监管限值）和“高PV”两类。这项研究展示了一种全面整合且实用的智能传感方法，展示了其在现场食品质量监测方面的潜力，标志着迈向快速食品质量监测技术的重要一步。
吕嘉淇以第一作者身份在《Food Chemistry》杂志上发表题为“Core-shell Cu@Pt nanoparticles and L-cysteine synergistically boostedelectrochemical detection for wide-range melatonin detection in biological and food samples”的研究论文。其导师韩国成教授为通讯作者，我校为第一完成单位，我校冯小珍高级工程师和加拿大多伦多大学教授Heinz Bernhard Kraatz为共同通讯作者。本研究提出一种基于L-半胱氨酸（L-Cys）与核壳式结构Cu@Pt双金属纳米颗粒（Cu@PtNPs）协同信号放大的电化学检测方法用于褪黑素（MT）的检测。通过SEM、XRD和TEM等表征技术证实了PL-Cys/Cu@PtNPs/GCE的成功制备。该方法展现出优异的分析性能，检测限低至0.03μmol/L，且具有两个线性区间（0.1–100.0 μmol/L和100.0–900.0 μmol/L）。该方法在人血清及多种食品样本中的检测实用性得到验证，回收率分别达98.73–99.67%和99.49–108.57%，相对标准偏差均低于6.85%。运用密度泛函理论（DFT）计算阐明MT电氧化机理，证实其为2电子1质子转移过程。
韩晨阳以第一作者在《Electrochimica Acta》杂志上发表题为“Construction of Multimodal Sensing Platform for Hydrogen Peroxide Detection in Human Serum Based on Peroxidase-like Nanoparticles”的研究论文。其导师韩国成教授为通讯作者，我校为第一完成单位，我校冯小珍高级工程师为共同通讯作者。本研究开发了一种用于检测人血清中过氧化氢的多模态传感平台，该平台融合了比色法与电化学技术。首先合成了壳聚糖（CS）包覆的MnO₂纳米粒子（CS@MnO₂ NPs）类过氧化物酶，该材料可催化H₂O₂氧化TMB，从而实现紫外-可见光谱（UV-Vis）、拉曼光谱和荧光光谱三重检测模式。构建了结合比色与电化学检测的高灵敏电化学传感器PtNPs/rGO@MWCNT/CS@MnO₂ NPs/GCE，通过多种分析技术表征制备的传感器，并借助密度泛函理论（DFT）计算及TMB边界轨道可视化技术阐明电化学氧化机理。三种光谱检测方法均呈现1.00-1000.00 μM线性范围，检测限（LOD）分别为紫外-可见光谱0.92 μM、拉曼光谱0.075 μM、荧光光谱0.045 μM。电化学传感器的线性范围更广，为0.60-5000.00 μM，检测限为0.14 μM。采用人血清样品，经预处理和20倍稀释后，通过标准加入法进行检测，各方法的回收率和精密度均表现出色。
林珍富以第一作者在《Electrochimica Acta》杂志上发表题为“Highly sensitive electrochemical immunosensor for the detection of Beta-2-microglobulin based on ternary composite polyaniline/poly-L-cysteine/molybdenum disulfide ”的研究论文。其导师韩国成教授为通讯作者，我校为第一完成单位，我校冯小珍高级工程师和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。β2M是肾脏疾病和癌症等疾病的重要生物标志物。本研究基于聚苯胺（PANI）、聚-L-半胱氨酸（PL-Cys）和二硫化钼（MoS₂）的三元复合材料修饰丝网印刷碳电极（SPCE），开发了一种用于超灵敏检测β2M的新型电化学免疫传感器。通过β2微球蛋白抗体（抗β2M）特异性识别其靶抗原，并利用牛血清白蛋白（BSA）阻断非特异性结合位点，建立了BSA/抗β2M/PANI/PL-Cys/MoS₂/SPCE免疫传感器。实验结果表明，该传感器在0.001-500 ng/mL范围内具有良好的线性关系（R²=0.9924），检测限低至0.33 pg/mL。具有出色的选择性（RSD=2.69%）、重复性（RSD=0.74%）和长期稳定性（30天RSD=2.54%）。血清样本的回收率范围为100.40%至103.76%，证实了其在复杂生物基质中的可靠性。这种方法为现场快速筛查提供了一种高效、低成本的新策略。
葛玉琪以第二作者在《Electrochimica Acta》杂志上发表的论文题为“Highly efficient sulfadoxine aptasensors: From polyaniline probe to potassium ferricyanide probe”，其导师冯小珍高级工程师为第一作者，我校为第一完成单位，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。本文采用核酸适配体（Apt）作为识别元件，开发了两种应用不同类型探针的电化学适配体传感器，用于对水样中的磺胺多辛（SDX）进行高灵敏度和高选择性检测。传感器A（BSA/Apt/NADH/PANI/GCE）通过在玻璃碳电极（GCE）上原位电聚苯胺形成聚苯胺（PANI）薄膜探针制备而成，并以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）作为信号放大材料。传感器B（BSA/Apt/AuNPs/MWCNTs@rGO/SPCE）选取外源性氧化还原探针氰化亚铁钾。通过将MWCNTs@rGO复合材料滴铸于丝网印刷碳电极（SPCE）表面，再进行金电沉积制备，实现协同信号增强。采用差分脉冲伏安法（DPV），传感器A对SDX的检出限为3.0 nmol/L，传感器B为0.03 nmol/L。传感器B的检测限比传感器A低100倍。两种传感器在实际水样中均表现出优异性能，回收率范围为93.7%至110.3%，表明其适用于环境监测。
陈鑫以第一作者在《Microchemical Journal》杂志上发表的论文题为“Electrochemical NADH detection using a polydopamine composite in food, pharmaceuticals, and biological samples”。我校为第一完成单位，我校韩国成教授、冯小珍高级工程师和加拿大多伦多大学教授Heinz-Bernhard Kraatz为共同通讯作者。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）作为生物体内300多种脱氢酶的辅酶，直接调控细胞衰老、凋亡及癌变等关键过程，其含量异常与肿瘤形成、缺血性疾病等多种病症密切相关。本研究创新性地构建了一种基于聚多巴胺/多壁碳纳米管@还原氧化石墨烯/金纳米粒子（PDA/MWCNT@rGO/AuNPs）复合材料的电化学传感器，实现了对NADH的高效检测。其中，MWCNT@rGO/AuNPs作为信号放大单元，PDA作为分子识别单元，协同提升传感器性能。传感器对NADH的检测线性范围为1.00~1000.00 μM，线性方程为I=0.3203c(M)+22.8965，相关系数R²=0.9964；检测限（LOD）低至0.19 μM，灵敏度达4.53 μA·μM⁻¹·cm⁻²。选取葡萄糖、多巴胺、尿酸、抗坏血酸等10余种生物体内常见物质，几乎无影响。将其应用于能量饮料、维生素饮料、复合维生素、身体乳、人体血清及唾液等多种实际样品的NADH检测，采用标准添加法计算回收率，结果显示回收率范围为98.39～108.57%，相对标准偏差（RSD）均小于3.57%。此外，通过紫外-可见光谱法对低浓度NADH（0.01~50.00 μM）进行检测对比，证实本研究构建的电化学传感器具有更宽的线性范围，更适合便携式检测场景。
刘洋洋以第一作者在《Microchemical Journal》杂志上发表的论文题为“Highly sensitive electrochemical aptamersensor for chloramphenicol detection basedon AuNPs/MWCNTs@GOhybrid”。其导师冯小珍高级工程师为第一作者，我校为第一完成单位，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。氯霉素（CAP）是一种常用的广谱抗生素，常用于治疗细菌感染。本文通过对多壁碳纳米管(MWCNTs)和氧化石墨烯(GO)进行改性制备了一种新型复合材料，然后将其与金纳米粒子(AuNPs)组装，成功构建了BSA/apt/AuNPs/MWCNTs@GO/SPCE传感器，并利用[Fe(CN)6]3-/4-作为检测CAP的信号探针。通过SEM、EDS、CV和EIS等多种方法对制备的传感器进行了表征。传感器的线性范围为0.05 ~ 100 nmol/L (LOD为0.002 nmol/L)，灵敏度为0.25µA/(μmol/L)/cm2。采用标准加入法对水中CAP进行检测以评估传感器准确性，回收率为97.77%~ 103.69%，相对标准偏差(RSD) < 3.14%。这表明该传感器在实际检测中具有可靠的测量性能，并展现出应用于现实场景的潜力。
以上研究成果得到国家自然科学基金（No. 62361014, 61661014）和广西区自然科学基金（No. 2024GXNSFAA010289, 2018GXNSFAA281198, 2018GXNSFBA281135）等资助。
原文链接：
[1] Xue Yu-Ting, Feng Xiao-Zhen, Huang Zhijun, Zhao Yu-Zhu, Chen Xin, Rustem Moldir, Han Guo-Cheng, Chen Zhencheng, Kraatz Heinz-Bernhard. Fusing nanoprisms and embedded AI: a portable sensor for intelligent peroxide value monitoring in edible oils[J]. Chemical Engineering Journal, 2026, 531:174089.
[2] Lyu Jia-Qi, Xu Jiang-Tao, Hu Hui-Ting, Chen Zhencheng, Han Guo-Cheng, Feng Xiao-Zhen, Kraatz Heinz-Bernhard. Core-shell Cu@Pt nanoparticles and L-cysteine synergistically boosted electrochemical detection for wide-range melatonin detection in biological and food samples[J]. Food Chemistry, 2026, 503:147856.
[3] Han Chen-Yang, Chen Shu-Hui, Chen Zhencheng, Zhu Jianming, Ma Xiao-Hai, Han Guo-Cheng, Feng Xiao-Zhen, Chen Guo-Xin. Construction of multimodal sensing platform for hydrogen peroxide detection in human serum based on peroxidase-like nanoparticles[J]. Electrochimica Acta, 2026, 558:148556.
[4] Lin Zhen-Fu, Ge Yu-Qi, Zhao Yu-Zhu, Chen Mei-Na, Li Hao, Liu Nai-Cui, Chen Zhencheng, Han Guo-Cheng, Feng Xiao-Zhen, Kraatz Heinz-Bernhard. Highly sensitive electrochemical immunosensor for the detection of Beta-2-microglobulin based on ternary composite polyaniline/poly-L-cysteine/molybdenum disulfide[J]. Electrochimica Acta, 2026, 557:148460.
[5] Feng Xiao-Zhen, Ge Yu-Qi, Chen Fang-Li, Chen Zhencheng, Han Guo-Cheng, Kraatz Heinz-Bernhard. Highly efficient sulfadoxine aptasensors: From polyaniline probe to potassium ferricyanide probe[J]. Electrochimica Acta, 2026, 548:147884.
[6] Chen Xin, Han Chen-Yang, Li Hai-Xiang, Xue Yu-Ting, Chen Zhencheng, Han Guo-Cheng, Feng Xiao-Zhen, Kraatz Heinz-Bernhard. Electrochemical NADH detection using a polydopamine composite in food, pharmaceuticals, and biological samples[J]. Microchemical Journal, 2026, 220:116563.
[7] Feng Xiao-Zhen, Liu Yang-Yang, Lin Qing-Min, Chen Zhencheng, Han Guo-Cheng, Kraatz Heinz-Bernhard. Highly sensitive electrochemical aptamer sensor for chloramphenicol detection based on AuNPs/MWCNTs@GO hybrid[J]. Microchemical Journal, 2026, 220:116749.
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