青岛科技大学化学与分子工程学院徐升豪

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受哺乳动物嗅觉系统启发而来的“化学电子鼻/舌”传感器阵列为血清等复杂生物样本的鉴定区分提供了一种新型检测策略，与传统基于“锁-键”的特异性识别策略不同，“化学电子鼻/舌”传感器阵列不需要检测某一种或几种特定标志物，它可以根据多个非特异性传感识别单元与多个分析物之间不同的交叉响应信号便可直接鉴定区分整体组成具有差异性的复杂生物样本（如血清、血浆等）。然而，目前报道的传感器阵列大多是需要多种功能纳米材料作为非特异性传感器识别单元，这不仅增加了复杂性和成本，而且不利于简化传感器阵列的“可编程”设计。因此，对一种功能材料进行编程并作为非特异性识别单元构建可以直接鉴定区分复杂生物样本的传感器阵列具有重要意义。
        为了解决这一问题，本科三年级丁稼祥、石加衡同学自大二暑假开始进入化学与分子工程学院徐升豪、罗细亮教授课题组进行科研攻关，开发了一种pH值编程的荧光传感阵列（图1），实现了健康人与胃癌、肝癌、乳腺癌以及直肠癌病人血浆的直接鉴定区分（图2）。同时，15例未知癌症血浆样本也被准确地被鉴定区分，该工作为癌症等重大疾病的早期筛查提供了快速、简便且有效的新方法。

图1 pH值编程的荧光传感阵列用于蛋白质鉴定区分示意图。图片来源：Anal. Chem.

图2 健康人与不同癌种病人血浆鉴定区分以及未知样本盲测结果。图片来源：Anal. Chem.

       该研究成果近期以题为《pH Programmed Optical Sensor Arrays for Cancer Plasma Straightforward Discrimination Based on Protein-Responsive Patterns》发表在美国化学会分析化学领域顶级期刊Analytical Chemistry （Anal. Chem., 2022, 94, 12546-12551一区，IF=8.008）上，文章的第一作者是青岛科技大学本科三年级学生丁稼祥，第二作者是应化中美202班石加衡，通讯作者是徐升豪副教授和罗细亮教授。该研究得到国家自然科学基金（21505081、21974075）、山东省省属优青（ZR2019YQ13）、山东省高校优秀青年创新团队项目（2019KJC007）和山东省泰山学者建设专项基金（ts20110829）的资助支持。
        近年来，化学院在本科生培养方面实行学业导师制，培养了本科生的科研兴趣和能力，也提高了本科生投入科研工作的热情，不仅有重要科研成果产出，也推进了创新型本科人才建设发展。
       Jiaxiang Ding, Jiaheng Shi, Xiaomei Sun, Xin Lu, Xicheng Sun, Junhao Wang, Yuhang Ye, Shenghao Xu*, and Xiliang Luo*, pH Programmed Optical Sensor Arrays for Cancer Plasma Straightforward Discrimination Based on Protein-Responsive Patterns, Anal. Chem., 2022, DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03245